DE2612696A1 - Vollmantel-dekantierzentrifuge - Google Patents

Description

PATENTANWALT Anw. Akte: Dipl.-Ing. Wolfgang K. Rauh 1-527

51 AACHEN

Krefelder Straße 35 · Telefon 36452 9 ß 1 9 (\ Q P

PATENTANMELDUNG Anmelder: Pennwalt Cerporatien, Philadelphia Pa₀ 19102/USA Priorität: Australien, to April 1975 PC 1058

24_O November 1975 PC 4062

Bezeichnung: Vollmantei-Dekantlerzantrifuge

Die Erfindung betrifft eine Vellmantel-Dekantierzentrifuge mit einem umlaufenden^ ein kenisches Austragende aufweisenden Schleuderkarb, einer darin oaaxial angeardnsten und zum Schleuderkerb mit Relativdrehzahl umlaufenden Schneckenförderer! mit zum Austragende wirkenden und dart verjüngten Schneckengängen, semie einem zentrisch durch den Schneckenförderer gelegten und in der Trennzone des Schleuderkarbes mündenden Zulaufe

Dekantierzentrifugen dienen vielfach dazu, absetzbare Feststaffe aus Schlämmen und Trüben abzuscheiden« Derartige Zentrifugen bestehen allgemein aus einem Vallmantel-Sehleudsrkarb nit einem zylindrischen Teil» der a» einen Ende in einen konischen Teil übergeht, wobei im Schleuderkerb ein Schneckenförderer angeerdnet ist, dessen Schneckenblätter eder Sahneckengänge

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in einer iUchtung ausgerichtet sind. Oer Schleuderkorb und der Schneckenförderer laufen mit leicht unterschiedlichen

Drehzahlen um.

Das Aufgäbegut wird durch ein ortsfestes Zulaufrohr in den _: Schleuderkorb eingeführt. Unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft im Schleuderkorb-lagern sich die Feststoffe an der Wandung des Schleuderkorbes ab und werden kontinuierlich vom verjüngten Austragende des Schleuderkorbes unter der Einwirkung des Schneckenförderers über geeignete Überlaufwehre oder Austrittsöffnungen ausgetragen, während die geklärte Flüssigkeit kontinuierlich über ein einstellbares " Austragwehr am entgegengesetzten Ende abgezogen wird. 0er radiale Abstand des Austragwehres für die geklärte Flüssigkeit von der Drehachse ist größer als der radiale Abstand der Ausleßöffhung für die Feststoffe, so daß. dich dort ein trockener Böschungsbereich bildet, der eine Entwässerung -der Feststoffe ermöglicht, bevor diese durch die Auslaßöffnungen ausgetragen werden. Derartige Zentrifugen haben sich für die Zweiphaaentrennung von Schlämmen und Trüben, in eine Feststoffraktion und in eine geklärte Flüssigphase bewährt.

Bei den herkömmlichen Dekentierzentrifugert der obigen Art., wie sie z.B. in der US-PS 3 172 t»5i beschrieben sind, stellte man ^x Schwierigkeiten beim Tranepott weicher bzw. feiner Feststoffe ; aus einem Flüssigkeitsring zur Auslaßöffnung hin gegen die \ Wirkung der vom ,Sehleudarkorb entwickelten Zentrifugalkräfte . i fest. Wenn die Tiefe dieses Flüsaigkeitsrihges während des'

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ORIGINAL iNSPECTED

Betriebes zunimmt bis,zu «inen HaS₁ wo die innere Hantelflache dieses Flüs8igkeit3ringas nahe oder etwas geringer als der radiale Abstand der Aualaööffnung für Feststoffe von der Drehachse ist, ist es möglich, daß die feineren oder weicheren Feststoffe sich in der geklärten Flüssigkeit ansammeln. Gleichzeitig nimmt aber im ,Austrag der Feststoffe auch der Flüssigkeitsanteil zu , weil es nicht mehr isöglich ist, die groben Feststoffe in der Austragzone auf einem trockenen Böschungsbereich zu entwässern.

Aus der US-PS 3 934 792 ist auch eine Dreiphasendekantierzentrifuge bekannt geworden, mit der zwei Flüssigphasen und eine Feststoffphase abgeschieden werden können.

Derartige Dreiphasendekantierzentrifugen wurden.entwickelt,

um gleichzeitig zwei Flüssigphasen unterschiedlicher Dichte aus einem Aufgabeschlam* abzuscheiden, der aus einer Mischung dieser Flüssigkeit und Feststoffen besteht. Derartige Zentrifugen tragen die Feststoffe normalerweise am einen Ende des.

Schleuderkorbas aus und versuchen, die beiden anderen Flüssigkeiten an anderen Ende das Schleuderkorbes, jenseits des Endes das Schneckenförderers abzuscheiden. Derartige Dreiphasendakantierzentrifugen haben jedoch zwei größere Setriebsprobleme nämlich, die Ablage feiner Feststoffe in der Trennzone jenseits des Schneckenförderers und die Ansammlung von aufgeschwemmten Feststoffen (d.h. Feststoffen, die sin spazifische· Gewicht zwischen demjenigen der beiden Flüssigphasen haben) .und/

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odβr einer Emulsion in der Grenzschicht zwischen den beiden Flüssigphasen.

Es ist daher die wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Uollmantel-Dekan.tierzentrifuge zu schaffen, die im wesentlichen diese Schwierigkeiten überwindet, und eine einwandfreie Trennung von mindestens drei Phasen ermöglicht.

Die Erfindung wird darin gesehen, daß der Schleuderkorb an beiden Enden ein konisches Austragende sowie in der Trennzone ein Auslaßrohr für geklärte Flüssigkeit aufweist, und daß der Schneckenförderer mit gegenläufig ausgerichteten, zu seinen Enden konisch verjüngten Schneckengängen ausgerüstet ist. Mit einer derartig ausgebildeten Dekantierzentrifuge ist es möglich, grobe Feststoffe am einen Ende und feine Feststoffe am anderen Ende des Schleuderkorbes auszutragen und geklärte Flüssigkeit, die sich als Flüssigkeitsring in der Trennzone befindet, durch das zusätzliche Auslaflrohr abzuführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Unteransprüchen.

Nachstehend ist die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert und in der Zeichnung, dargestellt. In dieser zeigen:

Fig.1 eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht einer 1/ollmantei-DekantierzentrJ.fuge mit dan utesentliehen Merk-

malen der Erfindung,

Fig.2 einen schematischen Längsschnitt durch eine Dekantierzentrifuge gemäß einer ersten Ausführungsfori»,

Fig.3 eine »eitere Ausführungafor* einer Oekantierzentrifuge mit einer Leitwand,

Fig.4 und 5 ähnliche Darstellungen entsprechend der schematischen Wiedergabe der Fig.2 mit weiteren Ausführungsformen gemäß der Erfindung»

Die vorgenannten drei Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Dekantierzentrifuge eignen sich zum Trennen einer geeigneten Aufgabetrübe in verschiedene Fraktionen, nämlich:

1. grobe Feststoffe, feine Feststoffe und geklärte Flüssigkeit,

2. grobe Feststoffe, Leichtflüssigphase und eine Mischung aus Schwerflüssigkeit und feinen Feststoffen, '

3. grobe Feststoffe, feine Feststoffe, Leichtflüesigkeitsphase und Schwerflüssigkaitspnasa.

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Um den Vergleich zwischen einer herkömmlichen Dekantierzentrifuge und der Erfindung zu erleichtern, sei zunächst die Arbeitsweise einer ersten Ausführung gemäß der Erfindung erläutert, bei der die zugeführte Trübe suspendierte Feststoffe enthält, die ihrerseits in zwei Fraktionen ader Phasen, nämlich grebe und feine Feststoffe unterteilbar sind.

Als grobe Feststeffe gelten solche, die sich rasch ablagern und leicht mittele einer Schnecke über einen konischen Endteil des Schleuderkorbes zu einer AuslaQöffnung gefördert werden können, utebei die AuslaßöFfnung auf einem kleineren Radius . liegen kann, als die innere Oberfläche des: im Schleuderkorb befindlichen Flüssigkeitsringes.

Feine Feststoffe bestehen dagegen aus feinen Teilchen, die sich nur langsam ablagern, und daher eher als die groben Feststoffe an denjenigen Teil des Schleuderkorbes anliegen, der einen größeren axialen Abstand von der Einlaßzone hat.

Oie grundlegenden Elemente einer Dekantiarzentrifuge mit festem Schleuderkorb, die die verschiedenen Merkmale gemäß der Erfindung aufweist, zeigt Fig.i. -

Die Zentrifuge besteht vornehmlich aus einem länglichen, umlaufendef Schleuderkorb 6 mit einander gegenüberstehenden konischen Endabschnitten 7,8, die auf ihrer Innenseite Auslaufflächen 9,10

bilden, die in Auslauoffnungen 11 bzui. 12 enden, durch die

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grobe bzw. feine Feststoffe ausgetragen «erden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit seil hier der kenische Endabschnitt 7 des Schleuderkorbes 6, in dem sich die AuslaQöffnungen 11 für grobe Feststoffe befinden, als das "rückwärtige¹* Ende und der gegenüberliegende Endabschnitt 8 für die feinen Feststeffe als das "vordere" Ende des Schleuderkorbes bezeichnet sein.

Von der Oberfläche eines während der Betätigung des Schleuderkorbes 6 in diesem gebildeten Flüssigkeitsringes aus gereinigter, bzw. geklärter Flüssigkeit führt ein -radiales Auslaßrohr bzw. ein Überlaufrohr 13 die Flüssigkeit aus dem Schleuderkorb ab und regelt damit den radialen Abstand der inneren Oberfläche 38 des Flüssigkeitsringes· Ferner ist ein Schnecken» förderer 14 mit je zur einen und anderen Hälfte entgegengesetzt verlaufenden* Schneekengängen 15 bzw. 16 vorgesehen, wobei die Schneckengänge der in dem Schleuderkerb drehbar gelagerten Enden eine kenische Umrißfarm aufweisen* Ferner ist ein ortsfestes Zuführrohr 17 vorgesehen, durch das die zu trennende Trübe durch Einlaßöffnungen 18,19 in derjschneckenwelle zugeführt wird, wobei die Einlaßöffnungen an einer Stelle liegen, die sich zwischen der Verbindungsatelle 20 der beiden gegenläufigen Schneckengangabschnitte 15,16 und der rückwärtigen Auslaßöffnung 11 für die groben Feststoffe befindet_o Oiβ axiale Stellung des Einlasses der Trübe kann verschieden sein.

Der Schleuderkorb 6 ist von einem Gehäuse 21 umschlossen, wobei der Raum zwischen dem Schleuderkorb έ und dem Gehäuse 2 mittels \Trennwänden 25 in eins mittlere und zuiei Endkarr,mern 22 bzw. 23,24

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unterteilt ist. Oie Feststoffphasen der zugeführten Trübe werden yen den Endkammern 23,24 begrenzt und dureh diese ausgetragen, während die Flüssigphase in die mittlere Kammer 22 gelangt und aus dieser ausgetragen wird. Der Schleuderkorb 6 ist am rückwärtigen Ende über eine Welle 26 mit einer Antriebsscheibe 27 verbunden, während der Schneckenförderer 14 am vorderen Ende mit einer Antriebseinheit 28 verbunden ist. Das Gehäuse 21 ist ortsfest auf einem Maschinengestell 28' angeordnet und mit geeigneten Lagern 29,30 für die Antriebswellen ausgerüstet.

Fig«2 zeigt schematisch die Zentrifuge der Fig.1 mährend des Betriebes, gefüllt mit Trübe₀ Ihre Arbeitsweise sei anhand der Figo 1 und 2 näher erläutert:

Grobe Feststoffe 31 lagern im Bereich zwischen der rückwärtigen Auslaßöffnung 11 für Feststeffe und der Verbindungsstelle 20 zwischen den beiden gegenläufigen Schneckengängen ab und werden von den nseh rückwärts gerichteten Schneckengängen 15 des Schneckenförderers 14 kontinuierlich zum rückwärtigen Ende 6A des: Sehleuderkorbes 6 bewegt. Teilweise geklärte Flüssigkeit 32, sowie die darin suspendierten feinen Feststoffe 33, die sich nicht an der Wandung des Schleuderkorbes 6 im Bereich zwischen der rückwärtigen Auslaßöffnung 11 und der Verbindungsstelle 20 abgesetzt haben, werden vom nach rückwärts gerichteten Teil des Schneckenförderers 14 nicht transportiert und fließen zum Mordes-en Ende 6B des Sehleuderkerbes 6» Die Feinen Feststoffe, die sieh im Bareish zwischen der Verbindyngsstelle 2ü und des vorderen AusIaSöffnurtg 12 abgelagert fosfeefi, werden von dsa naeh

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vorwärts gerichteten Sehneekangängsn 16 des Schneckenförderers 14 zux Auslaßöffnung 12 transportiert , die sich im konischen vorderen Ende 68 des Schleuderkcrbss 6 befindet und auf einem größeren oder kleineren Radius als die Auslaßöffnungen 11 für grobe Feststoffe angeordnet sein sollen. Geklärte Flüssigkeit 32 wird von der Oberfläche des Flüssigkeitsringss durch das gegebenenfalls verstellbare Auslaßrohr 13 odef mittels einer nicht dargestellten Überlaufanordnung abgezogen·

Die Schneckengänge 15,16, insbesondere ihr axialer Abschnitt zwischen den Zuführöffnungen 18,19 und den Auslaßrohr 13 für die geklärte Flüssigkeit können zum besseren axialen Fluß der Flüssigkeit sowie zur Verminderung von Turbulenzen und zur Erhöhung des Wirkungegrades durchbrochen sein.

An der Verbindungsstelle 20 der gegenläufigen Schneckengänga 15,16 können die nach vorwärts gerichteten Schneckengänge 16, wenn sie eine kleinere radiale Abmessung haben, bis zu» rückwärtigen Ende 6A dee Schleudarkorbes 6 fortgesetzt sein, wobei der äußere Radius dieser kürzeren Schneckengänge benutzt werden kann, um die nach rückwärts fördernden Schneckengänge 15 zu unterstützen, die bis dicht an den Schleuderkorb reichen. (Diese Aus» führung ist in der Zeichnung nicht wiedergegeben) In einem solchen Bereich, nie die gegenläufig ausgerichteten Schnecken» gänge einander überschneiden, bzw» überlagert sind, transportieren die oash rückwärts gerichteten Sehnenkengänga 15 die an der

abgelagerten-groben Feststoffe zur Auslaß=

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«10»

öffnung 11, während die feinen, als weiche Sehlemmschieht an der Innenseite der groben Feststoffe abgelagerten Feststeffe zur vorderen Auslaßöffnung 12 ausgetragen werden. In diesem Fall müßten gegebenenfalls die nach rückwärts gerichteten Schneckengänge 15 nur ringförmig ausgebildet und auf den nach vorwärts gerichteten Schneckengängsn 16 befestigt sein..

An der Auslaßstelle der Flüssigphase 32, ujq das Auelaßrohr 13 in der Wand des Schleudarkorbes 6 angeordnet ist, ist der Schneckenförderer 14 unterbrochen oder ausgeklinkt, damit die umlaufenden Schneckengänge nicht mechanisch gegen das Auslaßrohr 13 anstoßen. Die feinen Feststoffe werden durch diese Ausnahmung entweder durch den Druck der nachfolgenden Schicht feiner Feststoffe 33 gefördert, die zu den vorderen AuslaOöffnungsn 12 von den auf der Füllseite der Ausnehmung befindlichen, nach vorn gerichteten Schneckengängen 16 gedrückt werden, oder durch eine Differenz des hydraulischen Druckes zwischen der vorderen Auslaßabteilung 36 und der mittleren Abteilung 37 des Schleuderkorbes 6 oder einer Kombination beider Phänomene zur vorderen Auslaßöffnung 12 bewegt.

In vielen Fällen uisrden die feinen Feststoffe keinen leicht tranapartierbaren Kuchen bilden, se daß es schwierig ist, sie über den konischen Abschnitt B des Schleuderkorbes 6 zu den vorderen Auslaßöffnungen 12 zu transportieren. In den US-PSen 3 795 361 und 3 934 792 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die einen besseren Tränspart feiner Feststoffe zu geeigneten Auslaßöffnungen dureh zusätzlichen Einbau

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geeigneter Leitwända zwischen der Auslaßöffnung für die Flüssigphase und der Ausgießöffnung für die feinen Feststoffe vorsehen. Auf diese Weise werden die relativen radialen Abstände von der Drehachse des Flüssigkeitsspiegel» und der Auslassöffnung für die Feststoffe so zueinander verändert,, daß die innere Oberfläche der geklärten ringförmigen Flüssigkeitsschicht auf einem kleineren Radius von der Drehachse als die Auslaßöffnung für die Feststoffe gelegen sind·

Fig.3 zeigt eins derartige Leitwand 34,. wodurch die weicheren bzw. feinen Feststoffe 33 gezwungen werden, durch einen Durchlaß 35 zwischen dem Umfang der Leitwand 34 und der Wandung des Schleuderkorbes 6 zur AuslaSöffnung 12 unter dem gemeinsamen Einfluß des Schneckenförderers 14 und dem hydraulischen Schub zu fließen, der ven der Flüssigkeitsschicht 32 im Schleuderkcrb 6 ausgeht^ Diese Leitwand wird nachstehend als vordere Leitwand bezeichnet. Gemäß den vorgenannten US-PSen 3 795 361 und 3 934 kann diese Leitwand verschiedenartig ausgebildet sein. Sie bewirkt, daß der Schleudsrkerb 6 in zwei Abteilungen getrennt wirdο Die Abteilung zwischen der vorderen Leitwand 34 und dem vorderen Ende 63 des Sehleuderkorbes 6 sei nachstehend als vordere Auslaßabteilung 36 bezeichnet, während die einfülleaitig der Leitwand 34 zugeordnete Abteilung als mittlere Abteilung 37 ' bezeichnet sein soll.

Es ist allgemein erwünscht, daß der radiale Abstand der Auslaß» Öffnungen 11 für die greban Feststoffe'im rückwärtigen konischen Ende 6A de-8 Schleuderkorbes 6 ven _der Schlsuderkorbdrehachse geringer ist eis des· Radius der inneren Oberfläche 38 des int

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" =12-

Schleuderkorb 6 befindlichen Flüaeigkeitrircges. Dies ermöglicht es, daß dia Qberfläehenflüssigkeit, die von dan greben Feststoff toilehen 31 im kcnisehen Teil 7 des Sehieuderkorbes unmittelbar vor dam Austrag der Feststoffe abläuft, wodurch der Flüssiganfeeil der groben Feststoffraktion 31 vermindert wird. Gemäß der Erfindung kann der radiale Abstand der Auslaßöffnungen 12 für die feinen Feststoffe im vorderen konischen Ende 68 des Schleuderkorbes 6 unabhängig nachgestellt werden, je nachdem, wie groß der Radius der inneren Oberfläche 38 des Flüssigkeitsringes im Schleuderkorb 6 ist, damit eine bestmögliche Be» dingung hinsichtlich des Reinheitsgrades der geklärten Flüssigkeit einerseits und des Flüssigkeiteinhaltes des Austragss an feinen Feststoffen erzielbar ist.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsferm kann kontinuierlich eine zugeführte Trübe mit ablagerungsfähigen groben oder rasch absinkenden Feststoffen, ahlagsrungafähigafioder langsam absetzenden feinen Feststeffen und Flüssigkeit in drei Phasen trennen. Die erfindungsgemäSe Zentrifuge unterscheidet sich von der bisherigen zweiphasigan Zentrifuge vorteilhaft wie folgts

Die groben und feinen Feststoffphasen oder -Traktionen 31,33 werden gleichzeitig voneinander und von der Flüssigphase 52 getrennt. In vielen Verfahren, z„B« beim klassieren und Entwässern von Weizenstärke und Mineralstoffen müßten z.B. 2ujei Stufsn άβτ üfeliehert Zentrifugen benötigt is&zö&n* Bsi anderen Verfshsert ZoB· beim Entwässern von Abussessreehiäismeri hat man

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biahar dia Feststoffe ohnehin noch nicht in zwei Phasen trennen können. Mit der vorliegenden Erfindung ist e· möglich, jade dar beiden Feststoffraktionen verschiedenen nachfolgenden Verfahransgängen auszusetzen, z.B» Pressen, als Material zum Land auffüllen, zur Veraschung, Trockenlegung usw. während eine Mischung aus groben und feinen Feststoffen zu einer solchen Behandlung nicht benutzbar wäre.

Die Waschflüssigkeit, gewöhnlich Wasasr, kann, wie Fig.3 zeigt,

durch eine geeignete getrennte Zuführleitung (nicht dargestellt) wie sie z.B. in der US-PS 3 428 246 gezeigt ist und eine geeignete Zuführöffnung so zugegeben werden, daß sie die groben Feststoffe entlang den konischen Ende 7 des Schleuderkorbes 6 zur rückwärtigen Ausgangsöffnung 11 treibt, die nicht mit

Flüssigkeit in Berührung steht. Die Waschflüssigkeit wäscht

die feinen Feststoffe von der trockenen geneigten Fläche ab, so daß diese mit der Waschflüssigkeit in den Flüssigkeitsring zurückfließen. Hierdurch wird der Anteil der feinen Feststoffe in der groben Feststoffraktion vermindert. Im Falle des Abscheider» von Weizenstärke z.B. ergibt dies eine Qualitätsverbesserung der aus groben Feststoffen bestehenden Weizenstärkefraktion 31*

Bei einer herkömmlichen Dekantierzentrifuge ist es erwünscht, daß die Auslaßöffnung für die Feststoffe einen erheblich geringeren radialen Abstand von der Drehachse des Schleuderkorbes hat als die innere Hantelfläche 38 des im Schleuderkorb 6 umlaufenden Flüssigkeitsringes, damit auf dem konischen Teil 7 des Schleuder» korbes 6 ein Gebiet entsteht, auf dem die Flüssigkeit von den

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= 14-

Feststoffen ablaufen kann» wenn diese zu ihrer Auslaßäffnung 11 transportiert werden. Die feinen Feststoffe 33 können dabei aber nicht genügend zusammenbacken, um ebenfalls über den kortischen Teil 7 des Schleuderkorbes, der nicht mehr mit der Flüssigkeitsschicht in Berührung steht, ausgetragen zu »erden. Sie sammeln sich dann im Schleuderkorb 6 an und werden dann gegebenenfalls mit dar bereits teilweise geklärten Flüssigphase 32 ausgetragen.

Bei dar vorliegenden Erfindung kann der Unterschied zwischen dem radialen Abstand der Auslaßöffnung 11 für grobe Feststoffe von der Drehachse und dem Radius de? inneren Mantelfläche 38 das Flüssigkeitsringes unabhängig vom Unterschied: zwischen dam radialen Abstand der Auslaßäffnung Λ 2 für feine Feststoffe und der inneren Mantelfläche 38 des FlQssigkeitsringes eingestellt werden« Hierdurch Ist eine bestmögliche Konzentration der groben FestetoffphBsa 31 und eine bestmögliche Klärung dar für sich Phase 32 erzielbas.

Einige Trüben, 2.8«. Industrieabwässer und Indu8trieschlämrae_t enthalten oft kleine Mangen von abrasivan Stoffen, z.8. Sand. Dieses Abriebmaterial hat allgemein eine größere Sinkgeschwindigkeit als dar Rest de'? zu verarbeitenden Feststoffe. Diese Abrieb« teilchen setzest)· »ich dahes¹ rsech in'ier Dak»ntiers©ntrifuga ab unö werden leiehfe smtlLarag dam" Sehl©isölsrkDris <§ taifefesls der nach 'rückwärts "gerishfcaten Sefoneifsstifaiiiieiip 15 eut ßußlaiäffnung .11. . ■füf grobe Feststoffe gsfösd©3?-t<. F.y&igt nan dl© TsOfea zn eines

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= 15-

SteÜB Zu₈, die in Längsrichtung möglichst nahe der Ausleßöffnung 11 gelegan ist, wird derjenige Teil des Schneckenförderers 14, der dem Abrieb unterwürfen wird, beträchtlich vermindert. Die Einlaßöffnungen 18,19 können dann am Übergang zum Konischen Teil 7 des Schleuderkorbes 6 angeordnet sein· Oa das Maß des Abriebes eine Funktion der Zentrifugalkraft und diese wiederum eine Funktion des Abstandes von der Drehachse ist, wird hierdurch der Abrieb des Schneckenförderers 14 wiederum vermindert. Aus diesem Grunde kann die Zentrifuge mit größerer Drehzahl betrieben werden, während gleichzeitig das Haß des Abriebes, dem der Schneckenförderer 14 ausgesetzt ist, bei einer erträglichen Höhe gehalten wird· Die Feststoff- und Flüssigphasen, die zum vorderen Ende 6£ des Fördexkerbes 6 befördert werden, unterliegen dabei einer stärkeren Zentrifugalwirkung und werden um so vollkommener voneinander getrennt, als wenn die Drehzahl aus Sorge um den Abrieb des Schneckenförderers gering gehalten wird. Bei einer üblichen Zuieiphasen*Dekantierzentrifuge ist es gewöhnlich nicht praktisch, die Zuführöffnungen 18,19 in dieser Weise anzuordnen, weil die geringe Tiefe der Flüssigkeit, die zum Auslaßrohr 13 fließt, beträchtliche Turbulenzen hervorrufen-würde und die Rückgewihngng feiner Feststoffe 33 vermindern würde.

Nachstehend sei die Wirkung der Zentrifuge beschrieben, wenn die zugeführte Trübe zwei miteinander nicht vermischbare Flüssigkeiten unterschiedlichen spezifischen Gewichtes (leichte Flüssigkeit und schwere Flüssigkeit) scwie Feststoffe enthält. Die leiehte Flüssigkeit entspricht dann der Flüssigphase 32 und

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die schwere Flüssigkeit der Phase 33 für feine Feststoffe in der vorgenannten Beschreibung.

Durch Einstellung des Radius der inneren Oberfläche 38 der leichten Flüasigkeitsphase derart,daß ax in geeigneter Weise geringer ist als der radiale Abstand der vorderen Aualaööffnungen %2 van der Drehachse, bildet sich eine ringförmige Schicht aus leichter Flüssigkeitsphase im zentralen Abschnitt 37 zwischen der vorderen Leitwand 34 und der rückwärtigen Auslaßöffnung 11. Oer äußere Radius der Schicht au· leichter Flüssigkeit entspricht dann dem Radius der inneren Mantelfläche der Schicht aus schwerer Flüssigkeit, so daß der kombinierte hydraulische Druck der leichten Flüssigkeitssohicht und der schweren FlÜssigkeitsschiieht im zentralen Abschnitt 37 durch die Schicht aus schwerer Flüssigkeit im vorderen Auslaßabsetmiti 36 an. der anderen Seite der vorderen Leitwand 34 ausgeglichen ist. Der Radius der äußeren Mantelfläche der leichten Flüssigkeitsschicht ist im wesentlichen unabhängig vom Mengenverhältnis der beiden Phasen in der zugeführten Trübe sewie der gesamten Zuführmenge· In vielen Fällen, ZoBo bei der Reinigung von tierischen Fetten oder Pflanzenöl müssen die; groben Feststoffe mit einem minimalen Anteil an leichter Flüssigkeit ausgetragen werden, damit möglichst viel leichte Flüssigkeit zurückgewonnen wird· Zn solchen Fällen (Fig.4) wird eine .zweite rüekeiärtige Leitwand 59 ara Schneckenförderer befestigt und ©si ύ®τ Stalls ü@t Schlsudsrkesbashse ®nc&@gan3t, die

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Öffnung 11 liegt,wobei der Außenurafang dieser Leitwand 39 einen größeren radialen Abstand von der Drehachse aufweist, als die äußere Mantelfläche 40 der Schicht aus leichter Flüssigkeit 32B. Die rückwärtige Leitwand 39 bildet somit einen abgetrennten Abschnitt 41 am rückwärtigen Ende 6A des Schleuderkorbes 6· Die rückwärtige Leitwand 39 verhindert, daß leichte Flüssigkeit 32B, die aus der Einfüllzone in den mittleren Abschnitt gelangt, in den rückwärtigen Auslaßabschnitt 41 eintritt. Auf diese Weise werden die groben Feststoffe 31 entlang dar rückwärtigen konischen Fläche 7 des Schleuderkorbes 6 zur rückwärtigen Auslaßöffnung 11 transportiert, ohne durch eine Schicht aus leichter Flüssigkeit 32B gefördert zu werden, wenn sie aus der Schicht schwerer Flüssigkeit 32A in den rückwärtigen Auslaßabschnitt 41 gelangen» Hieraus ergibt sich, daß beim Austragen der groben Feststoffe eine geringere Menge an leichter Flüssigkeit mit ausgetragen wird·

Die Dekantierzentrifuge gemäß der Erfindung, die mit vorderen und rückwärtigen Leitwänden 34,39 ausgestattet ist, arbeitet bei der Zugabe einer Trübe bestehend aus zwei miteinander nicht mischbaren Flüssigkeiten sowie Feststeffen wie folgt»

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Die Mischung aus leichter und schwerer Phase 32, groben und feinen Feststoffen 31 und 33 fließt durch die Zuführöffnungen 18 und 19 in den mittleren Abschnitt 37 zwischen den vorderen und rückwärtigen Laitaänden 34 und 39. Die groben Feststoffe 31, die sich an der Wandung,des Schleuderkorbes im Bereich zwischen der rückwärtigen AusiaßÖPfnung 11 und der Verbindungsstelle 20 ablagern, wo die gegenläufigen Schneckengänge miteinander vereinigt werden, werden kontinuierlich zur rückwärtigen Auslaßöffnung 11 mit Hilfe der nach rückwärts gerichteten Schneckengänge 15 gefördert» Die groben Feststoffe 31 wandern durch die Öffnung 42 zwischen den Umfang der rückwärtigen Leitwand 39 und der Schleuderkorbwandung und gelangen, in den rückwärtigen Ruslaßabschnitt 41· Dert werden' sie durch die nach rückwärts gerichteten Schrteckengänge 15 des konischen Abschnittes 7 des Auslaßabschnittas 41 zu o9t\ Ausiaßöffnungen 11 gefördert und dort auegetragen.

Die feinen, suspendierten Feststoffe 33 und die beiden Flüssigphasen 32A und 32B werden von den rückwärtigen Schneckengängen 15 des Schneckenförderers 14 nicht transportiert und wandern zum vorderen Ende 6B des Schleuderkorbes 6 unter dem gemeinsamen Einfluß des Flüseigkeitsstroraes und der nach vorn wirksamen Schneckengänge 16. Die leichte Flüssigphass 32B befindet sich im mittleren Abschnitt 37 zwischen dar rückwärtigen und der vorderen Leitwand 39 und 34 und wird durch das Auslaßrohr 13 für die leichte Fiüssigphase ausgetragen. Die sehwere Flüssigphase 32A, diejsn den Zuführöffnungen 18 una -19 eintritt', bildsfe eine Schient zaisehen des

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Leichtflüeaigphase 32B und den an der Schleuderkorbwandung abgelagerten Feststoffen. Die achutera FlQeeigphase 32A kann durch Öffnungen 35 und 42 an den vorderen und rückwärtigen Leitwänden 34 und 39 in die vorderen und rückwärtigen Auelaßabechnitte 36 und 41 fließen. Die innere Hantelfläche 43 der Schwerflüeeigphaae 32A im rückwärtigen AusJLaßabschnitt 41 hat einen größeren radialen Abatand von der Drehachse ale die rückwärtigen Auelaßöffnungen 11, während die innere Mantelfläche 44 der SchwerflUeaigphaee 32A im Bereich dee vorderen Aualaßabachnittee 36 einen größeren radialen Abstand von der Drehachse aufweist, ala die innere Mantelfläche 45 der Leichtflüaaigphaee in dem mittleren Abechnitt 37· Die Schwerflüssigphase 32A fließt vom Einfüllbereich 2um vorderen Auelaßabachnitt 36 und wird durch die verstellbaren vorderen AuslaOöffnungan 32 ausgetragen, die einen größeren Abstand von der Drehachse haben, ale die Mantelfläche 45 der Leichtflüssigphase 328 in dem mittleren Abechnitt 37.

Die feinen Feststoffe 33 werden zu den vorderen Auslaßöffnungen 12 unter dem gemeinsamen Einfluß de.r nach vorne wirkenden Schneckengänge 16 und dem Fluß der schweren Flüssigkeit 32A in Richtung auf den vorderen Auslaßabschnitt 36 gefördert und durch die Ausleßöffnungen 12 zusammen mit der echweren Flüssigkeit 32A ausgetragen.

Xn vielen Fällen, beispielsweise bei der Verarbeitung von tiarischem Rahfett und rehen Pflanzeinölmischungen wurde festgestellt, daß die zugeführte Trübe insgesamt vier Phasen .

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-20-unterschisdlicher Diehte aufweist. Beispielsweise, wenn ein Muster von feucht gehaltenem tierischem Rohfett mit einer Vereuchsrehrzsntrifuge in Drehung versetzt wird, wird es in vier bestimmte Phasen getrennt, die in der Reihenfolge zunehmender Dichte bestehen aus:

Öl

Feststoff-Erouleicn Wasserlösung Absetzbare Feststoffe

Die Feststoff-Eoiulsisnsphaee enthält unvollständig gehaltene Teilchen, wobei sowohl die Feststoffe als auch Fett vorhanden sind und diese Teilchen insgesamt eine Dichte aufweisen, die geringer ist als diejenige von Feststeffen mit Wasser, aber schwerer als gereinigtes Fett. Bei einem herkömmlichen Zentrifugaltrennverfahrsn wird eine Dekantiarzentrifuge dazu benutzt, die Ansammlung absetzbarer Feststoffe zu entfernen, wobei die teilweise geklärte Trübe anschließend in Wasser, Öl und eine Feststoff-Emulsionsphase in einer zweiten Trennzentrifuge aufgeteilt wird. Die Festatoff^Emulsionsphase bewirkt Betriebsstörungen (Verstopfungen) und hohe Fettverluste in der Trennzentrifuge· Bei der oben beschriebenen dreiphasigen Zentrifuge können diese aufgeschwemmmten Feststoffe zusammen mit der Wasserphase ausgetragen werden, doch bewirkt dies, daß die Wasserphase bestimmte Mengen sowohl von Fett als aueh von Feststoffen enthält. Auen eine Ansammlung von aufgeschwemmten Feststoffen innerhalb des.Zsnt£ifugenk@rbes 6, der In Fig«4 dargestellt ist, unü z&&s saisehsa si@r iaiehten Flüssigkeit tsphase 323 und der. sshseren Flüsaigkeifcsphase 32k k&nn zu aES

üerstepfungen führen, bis Emulsion oder die aufgeschwemmten Festetoffteilchen werden zwischen den Öl- und Wasserflächen eingeschlossen und können nur aus dem mittleren Abschnitt herausgelangen, wenn sie sich zu einer genugenden Tiefe angesammelt haben» so daß sie entweder dia Schuerflüsaigkaitaphase 32A oder die Leichtflüssigkeitsphese 32Θ aus dem mittigen Abschnitt 37 herausdrängen.

Um die in einem Schleuderkerb 6 angesammelten vier getrennten Phasen auszutragen ist es notwendig, eine zusätzliche Auslaßöffnung vorzusehen» Eine derartige Ausführungsform ist in Fig.5 dargestellt, bei der mindestens ein Auslaßrohr 46 für dia Schwerflüssigkeitsphase vorgesehen ist, deren Einlaßöffnung 47 innerhalb des mittleren Abschnittes 37 mit einem radialen Abstand von der Drehachse angeordnet ist, der größer ist als der Radius der äußeren Mantelfläche 40 der ILeichtflüssigkeitaschicht 32B und kleiner als der Radius dar inneren Mantelfläche 48 der Schicht 33 aus feinen Feststoffen, die sich an der Wandung des Schleuderkorbes angesammelt hat, so daß nur schwere Flüssigkeit 32A in die Einlaßöffnung 47 gelangt. Die schwere Flüssigkeitsphase 32A₁ die in die Einlaßöffnung gelangt, fließt über einen einstellbaren Überlauf 49 innerhalb des Auelaßrohres 46 für die Schwerflüssigkeit, bevor sie in ein Saramelgehäuse ausgetragen wird. Der radiale Abstand dieses Überlaufes 49 von der Drehachse der Zentrifuge ist so eingestellt* daß ein hydraulisches Gleichgewicht zwischen der Schwerflüssigkeitsphass 32A innerhalb das Auslaßrohres 46 und dem vereinigten Druek der Leichtflüssigkeitsphase 32B, der Schicht 50 aus aufgeschwemmten Feststoffen, bzö. einer Emulsion

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urid der Schwerflüesigkeitsphaee 32A im mittigen Abschnitt 37 und neben der äußeren Mantelfläche 51 dee. AuslaÖrohree A6 erzielt wird. Das AuslaOrohr 46 für die Schwerflüssigkeit mündet in ein nicht dargestelltes} getrenntes Abteil des Sammelbehälters 21 (Fig.1).

Man kann sehen, daß die äußere Mantelfläche 51 des Auslaßrehree 46 für die Schwerflüssigkeit die gleiche Funktion erfüllt, miθ die Leitwand 34, die wie eben erwähnt, den mittleren Abschnitt 37 vom vorderen Auslaöabschnitt 36 trennt» aua dem die Schwerflüssigkeit 32 bei der dreiphasigen Ausführung der vorgenannten Aueführungsforraen ausgetragen wurde. Aus diesem Grunde kann nun die leitwand. 34 fortgelassen werden'. Ferner dient auch der einstellbare Überlauf 49 innerhalb des Auelaßrohres 46 für die Schwerflüssigkeit der gleichen Funktion_t wie die verstellbaren vorderen Auelaßöffnungen 12, aus denen die Schwerflüssigkeit bisher abgezogen wurde. Durch Eineteilen der vorderen Auelaßöffnungen 12 auf einen radialen Abstand von der Drehachse, der kleiner ist ale der radiale Abstand von dar Drehachse bie sum Überlauf 49 innerhalb des Auslaßrohres 46 wird erreicht» daß die Schwerflüssigkeit 32A nur durch dieses Auslaßrchr 46 austritt»

Die Emulsion aus aufgesshuierasnter* Feststoffen 5ö sird von der Grenzashieht 40 zwischen des Leiefctfiüssigphase 328 und der? Sehöerf lüesigphase 32A neben dem ws>d©ran. ken-Iaeheo Ende 8 des Schleuderk@rbes 6 mit Hilfe des Fs@sh-.vorn ge?i@hteten Schneckengänge 16 öss Sislnraas&enfiffde^ers 14 zu den 'vorderen ■ -

Auslaßüffnungen 12 gefördert, wo eie zusammen mit den feinen Feststoffen 33 ausgetragen werden. Baut man die Leitwand 34, wie Fig.5 zeigt, wieder ein, en dient diese dazu, die aufgeschwemmten Feststoffe von der leichtflüseigphase 32B zu trennen, bevor sie durch die Auslaßöffnungen 12 abgezogen werden. Ee sei bemerkt, daß der Umfang der Leitwand 34 einen geringeren radialen Abstand von der Drehachse hat als der Umfang der rückwärtigen Leitwand 39.

Das Auslaßrohr 46 für die Schwerflüssigkeit kann im gleichen axialen Querschnitt des Schleuderkorbes 6 liegen, wie da· Ausladrohr 13 für die Laichtflüesigphase, wobei dann die Leichtflüssigkeit 32B und die Schwerflüssigkeit 32A in getrennte Abteilungen des Sammelbehälters mit Hilfe einer geeigneten Rohrleitung abgeführt werden, die mit den Wandungen des Schleuderkorbes 6 in Verbindung steht. Die Leichtflüssigphase 32B kann auch durch ein Überlaufrohr abgezogen werden.

Die Vierphasenausführung der Dekantierzentrifuge gemäß der Erfindung vermindert die Möglichkeit, daß aufgeschwemmte Feststoffe in dem Schleuderkorb 6 zu Verstopfungen führen und führt die aufgeschwemmten Fettstoffe 50 zusammen mit den feinen Feststoffen 33 in einer konzentrierten Farm ab, die es gestattet, daß aie einer weiteren Nachbehandlung zugeführt werden können» Die Schwerflüsaigphaae 32A, die durch das Auslaörohr 46 ausgetragen wird, enthält eine wesentlich geringere «enge en feinen Feststoffen und aufgeschwemmten Feststoffen.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   1. Vollmantel~Dekantier2entrifuge mit einem umlaufenden, ein konisches Austragende aufweisenden Schleudeskorb, einer darin coaxial angeordneten und zum Schleuderkorb mit Relativdrehzahl umlaufenden Schneckenförderer mit zum Austragende wirkenden und dort verjüngten Schnecken» gangen, sowie einem zentriach durch den Schneckenförderer gelegten und in der Trennzone des Schleuderkorbes mündenden Zulauf, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleuderkorb (6) anbeiden Enden (6A, 6B) ein konisches Auetragende (7,8), sowie in der Trennzone

   (37) ein Auslaßrohr (13) für die geklärte Flüssigkeit aufweist, und daß der Schneckenförderer (14) mit gegen» läufig ausgerichteten, zu seinen Enden konisch verjüngten Schneckengängen (15,16) ausgerüstet ist.

   2. Zentrifuge nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Schleuderkorb (6) von einem mehrere getrennte Austragkammern (24,22,23) bildenden Gehäuse (21) umschlossen ist·

   3· Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die gegenläufigen Schneckengänge (15,16) des Schneekenförderers (14) an einer.Verbindungsstelle (20)

   zusammentreffen,und daß die Zuführöffnungen (18,19) für die Trübe zwischen dieser Verbindungsstelle (20) und einem Ende (6A, 6B) des Schleuderkorbes (6) in diesen münden.

   4* Zentrifuge nach Anspruch 3_f dadurch gekenn=» zeichnet, d*ß das den Zuführöffnungan (18,19) zugewandte Ende (6A) des Sehleuderkorbes (6) zum Austrag für grobe Feststoffe (31) vorgesehen ist.

   5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrißform des Schneckenförderers (14) der inneren Umrißf'orm des Schleuderkorbes (6) entspricht·

   6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, doQ die Eintrittsöffnung dee Auslaßrohres (13) für geklärte Flüssigkeit einen radialen Abstand vci der Drehachse des Schleuderkorbes (6) hat, der großer ist als der radiale Abstand der Austritteöffnungen (1<J,12) für die Feststoffe.

   '. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bie 6, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Auatritteöffnungen (11,12) für die Feststoffe unterschiedliche radiale Abstände von dar Drehachse des Schleuderkorbes (6) haben, derart, daß der radiale Abstand der einen Austrittsöffnung (12) zwischen

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   demjenigen der Eintritteöffnung zum Austritterohr (13) für geklärte Flüssigkeit und demjenigen der Austritteöffnung

   (11) für grobe Feststoffe liegt.

   β. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Schneckenförderer (14) zwischen der Austrittsoffnung (12) für leichte Feststoffe und dem Aualaßrohr (13) für geklärte Flüssigkeit eine radiale Leitwand (24) befestigt ist, deren Außenumfang mit Abstand vor dem Innenumfang dee Schleuderkorbes (6) endet, und daß die AuatrittsÖffnung (12) für leichte Feststoffe von der Drehachse einen größeren radialen Abstand hat als die Eintritteöffnung des Austrittsrohres (13) für geklärte Flüssigkeit·

   ' 9. Zentrifuge nach Anspruch 8, dadurch gekenn· ζ β i G h η e t, daß am Schneckenförderer (14) zwischen dem AuelaQrohr (13) für die geklärte Flüssigkeit und der Auetrittsöffnung (11) für grobe Feststoffe eine weitere ' radiale Leitwand (39) befestigt ist.

   10* Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bia 9 » dadurch gekennzeichnet, daß am Schlaudsrkorh (6) ein weiteres Austritterohr (46) für eine Flüssigphase angeordnet .:.

   • _ ■ ■ ■

   ist, dessen in das Inner· dee Schi srjdat karbas ragendes ende geschlossert ist, während arr seiner Seite eine Einlaßöffnung '

   • ''' \ (47) vorgesehen ist, deren radialer Abstand von der Drehachse

   größer ist als der radiale Abatend der Einlaßöffnung des €/09842/0679

   .Auetrittsrohres (13) für die andere Flüssigphase, und daß in dem zusätzlichen Auslaßrohr.(46) ein zusätzliches Überlaufrohr angeordnet ist, dessen zum Innern des Schleuderkorbes (6) gerichtete Eintrittsöffnung (49) mit Abstand vor dem geschlossenen Ende, des es mit Abstand Umgebenden Austrittsrohres (46) angeordnet und einstellbar ist»

   Für Penniytflt Corporation

   K. fcauh PATENTANWALT

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   Le

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