DE2653355A1

DE2653355A1 - Centrifuge for density separation of liquid mixts. - with spring loaded values in discharge line actuated by centrifugal force

Info

Publication number: DE2653355A1
Application number: DE19762653355
Authority: DE
Inventors: Burkard Dipl Ing Paraquin
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1976-11-24
Filing date: 1976-11-24
Publication date: 1978-06-01

Abstract

Centrifuge for the sepn. of mixts. of liqs. with components of different specific gravity, e.g. for application in chemical laboratories has in the discharge line for the heavy component in the centrifuge rotor a valve which is opened by the action of the centrifugal force. Another valve, opened by still higher centrifugal force is arranged in a branch of the discharge port at a point of the greatest radial distance from the rotor axis. This greatly facilitates the emptying, cleaning and fresh charging of a centrifuge and saves much time for these operations.

Description

Zentrifugecentrifuge

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zum Trennen von Flüssigkeitsgemischen, die aus Komponenten unterschiedlichen spezifischen Gewichts bestehen, insbesondere eine Zentrifuge für Anwendungen in chemischen Laboratorien.The invention relates to a centrifuge for separating liquid mixtures, which consist of components of different specific gravity, in particular a centrifuge for use in chemical laboratories.

Mit Zentrifugen lassen sich in chemischen Laboratorien gegenüber der Anwendung bekannter Ausfällmethoden erhebliche Zeiteinsparungen beim Trennvorgang erreichen, insbesondere dann, wenn sich die zu trennenden Komponenten einer Flüssigkeit nur geringfügig hinsichtlich ihres spezifischen Gewich- tes unterscheiden und/oder wenn die Viskosität der Flüssigkeit relativ gering ist.Centrifuges can be used in chemical laboratories compared to the Use of known precipitation methods considerable time savings in the separation process Achieve, especially when the components to be separated are a liquid only slightly in terms of their specific weight tes differentiate and / or when the viscosity of the liquid is relatively low.

Bei der Anwendung bekannter Zentrifugen geht der aufgezeigte Vorteil häufig dadurch verloren, daß für die restlose Entleerung, die Reinigung und die Neubeschickung des Gerätes, selbst bei Austausch eines mehrfach vorhandenen Zentrifugenrotors, ein erheblicher Zeitaufwand anfällt, der relativ hoch ist gegenüber dem bei der Benutzung von Ausfällmethoden anfallenden vergleichbaren Zeit- und Arbeitsaufwand, weshalb letztere noch vielfach vorgezogen werden.The advantage shown is when using known centrifuges often lost by the fact that for complete emptying, cleaning and the Reloading of the device, even when replacing a multiple centrifuge rotor, a considerable amount of time is incurred, which is relatively high compared to the Use of precipitation methods incurring comparable time and effort, which is why the latter are often preferred.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zentrifuge vornehmlich für die vorbeschriebene Anwendung zu schaffen, die einen kontinuierlichen Betrieb und eine erhebliche Verkürzung der vorbereitenden Arbeiten zwischen der Beschickung mit Proben unterschiedlicher Zusammensetzung ermöglicht.The invention is based on the object of primarily a centrifuge for the application described above to create continuous operation and a significant reduction in the preparatory work between loads with samples of different compositions.

Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe für eine einyangs genannte Zentrifuge dadurch gelöst, daß ein sich unter der Einwirkung einer Zentrifugalkraft öffnendes Ventil in der Abf lußleitung ftir die schwerere Trennkomponente am Zentrifugenrotor angeordnet ist, wobei in einer Weiterbildung der Erfindung ein weiteres, sich bei erhöhter Zentrifugalkraft öffnendes Ventil vorgesehen ist, das in einer zusätzlichen Abflußleitung des Rotors angeordnet ist, die von der Stelle der Abflußleitung des Rotors ausgeht, welche den größten radialen Abstand von der Rotorachse hat.According to the invention, this object is for a centrifuge mentioned at the beginning solved in that a opens under the action of a centrifugal force Valve in the discharge line for the heavier separating component on the centrifuge rotor is arranged, wherein in a further development of the invention, another, at increased centrifugal opening valve is provided, which is in an additional The discharge line of the rotor is arranged from the point of the discharge line of the Starting from the rotor, which has the greatest radial distance from the rotor axis.

Zur Anpassung der Zentrifuge an unterschiedliche physikalische Beschaffenheiten der mit ihr zu trennenden Proben ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, den radialen Abstand der Auslaßöffnung für mindestens eine Trennkomponente am Rotor veränderbar zu gestalten. Für einen relativ weiten Anwendungsbereich genügt es dabei, in Verbindung mit einem regelbaren Antrieb für den Rotor, an letzteren einen radial verstellbaren Schieber für die schwere Trennkomponente vorzusehen.To adapt the centrifuge to different physical properties the samples to be separated with it is provided in a further development of the invention, the radial distance between the outlet opening for at least one separating component on the rotor changeable to design. For a relatively wide range of applications, it is sufficient in conjunction with a controllable drive for the rotor, a radially adjustable drive on the latter Provide slide for the heavy separating component.

In zweckmäßiger Ausgestaltung liegt dabei der Schieber unter der Kraft einer Feder an einer zentrisch angeordneten und axial verschiebbaren Schrägfläche an, wobei mit bekannten Verstellmitteln eine Einstellung der Rotorgeometrie im Betriebszustand der Zentrifuge möglich ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und die sich daraus ergebenden Vorteile der Erfindung sind nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben.In an expedient embodiment, the slide is under the force a spring on a centrally arranged and axially displaceable inclined surface an adjustment of the rotor geometry in the operating state with known adjusting means the centrifuge is possible. An embodiment of the invention and the results from it The resulting advantages of the invention are described below with reference to the drawing.

Die Figur zeigt in einem schematisch vereinfacht dargestellten Längsschnitt den Rotor und den ihn umgebenden Teil des Gehäuses einer Zentrifuge.The figure shows in a schematically simplified longitudinal section the rotor and the part of the housing of a centrifuge that surrounds it.

Der Zentrifugenrotor 1 ist mit einem Ventil 2 versehen, das in der Abflußleitung 3 für die schwere Trennkomponente angeordnet ist. Das Verschlußorgan dieses Ventils 2 ist durch eine Kugel 4 verkörpert, die unter der Kraft einer Feder 5 an einem Ventilsatz 6 anliegt und das unter dem Einfluß einer kalkulierten Zentrifugalkraft die Abflußleitung 1 freigibt. Zur Einstellung optimaler Betriebsverhältnisse ist die Kraft der Feder 5 einstellbar, z.B. durch Ändern ihrer Vorspannung mit Hilfe einer Schraube 23. Durch diese Anordnung ist die separate Vorratshaltung einer schweren Trennkomponente zum Füllen des Zentrifugenrotors und die Eingabe desselben in den laufenden Rotor vor der Eingabe der zu trennenden Flüssigkeit vermieden. Damit ist eine Beschickung der Zentrifuge auch bei Stillstand des Zentrifugenrotors 1 ermöglicht. Zusätzlich ist der Zentrifugenrotor 1 mit einem weiteren analog ausgebildeten Ventil 7 versehen, das in einer zusätzlichen Abflußleitung 8 angeordnet ist, die von einer Stelle 9 der Abflußleitung 3 ausgeht, welche den größten radialen Abstand von der Rotorachse 10 aufweist. Dieses weitere Ventil 7 ist so dimensioniert, daß die zu seinem Öffnen erforderliche Kraft größer als beim erstgenannten Ventil 2 ist.The centrifuge rotor 1 is provided with a valve 2, which is in the Drain line 3 is arranged for the heavy separating component. The occlusive organ this valve 2 is embodied by a ball 4 which is under the force of a spring 5 rests against a valve set 6 and that under the influence of a calculated centrifugal force the drain line 1 releases. To set optimal operating conditions the force of the spring 5 adjustable, e.g. by changing its preload with the help a screw 23. With this arrangement, the separate storage is a heavy one Separation component for filling the centrifuge rotor and entering it into the Avoid running rotor before entering the liquid to be separated. So is the centrifuge can be charged even when the centrifuge rotor 1 is at a standstill. In addition, the centrifuge rotor 1 is equipped with a further analog valve 7th provided, which is arranged in an additional drain line 8 is, which emanates from a point 9 of the discharge line 3, which is the largest radial Having a distance from the rotor axis 10. This further valve 7 is dimensioned so that the force required to open it is greater than that of the first-mentioned valve 2 is.

Aufgrund der beschriebenen Ventilanordnung und Ausbildung ist es möglich, nach erfolgtem Durchlauf einer Probe, unter Eingabe einer Spülflüssigkeit und Steigerung der Zentrifugendrehzahl über die Betriebsdrehzahl hinaus, nacheinander die Ventile 2 und 7 zu öffnen, wobei sich eine gute Durchströmung und damit Reinigung der Zentrifuge sowie eine praktisch restfreie Entleerung erreichen läßt. Je nach gewählter Drehzahl während der Spülflüssigkeitseingabe lassen sich die Leitungen 3 und 14 durchspülen, wobei bei geschlossenem Ventil 2 die Leitung 3, bei geöffnetem Ventil 2 die Leitung 14 gespült wird. Bei geöffnetem Ventil 7 wird die schwere Phase der letzten Probe und eventuell eingegebenes Spülmittel entfernt, ohne die Leitungen 3 und 14 zu benutzen. Nach einer Reduzierung der Rotordrehzahl ist dann die Zentrifuge bei geschlossenem Ventil 7 für die Aufnahme einer weiteren Probe vorbereitet.Due to the valve arrangement and design described, it is possible after a sample has run through, entering a rinsing liquid and increasing it the centrifuge speed beyond the operating speed, the valves one after the other 2 and 7 to open, with a good flow and thus cleaning of the centrifuge and a practically residue-free emptying can be achieved. Depending on the selected speed Lines 3 and 14 can be rinsed while the rinsing liquid is being added, with the valve 2 closed, the line 3, with the valve 2 open, the line 14 is rinsed. When valve 7 is open, the heavy phase becomes the last sample and any detergent that may have been added is removed without using lines 3 and 14. After reducing the rotor speed, the centrifuge is then closed Valve 7 prepared for receiving a further sample.

Der Zentrifugenrotor 1 ist ferner so gestaltet, daß der radiale Abstand von der Rotorachse 10 für die Ausflußöffnung 11 oder 12 mindestens einer, vorzugsweise der schweren Trennkomponente verstellbar ist. Hierzu ist ein mit einem Ausflußkanal 14 und einer Auslaßöffnung 12 versehener Schieber 13 in einer Ausnehmung 15 des Zentrifugenrotors 1 gelagert und liegt unter der Kraft einer Feder 16 an einer zentrisch angeordneten Schrägfläche 17 eines Konus 18 an. Der Konus 18 ist mit Hilfe eines Stellringes 19 und einer ihn umgreifenden Klaue 20 in der hohlen Rotorwelle 21 axial verstellbar. Im Zusammenwirken der vorstehend beschriebenen Einrichtungen, das sowohl beim Stillstand als auch beim laufenden Zentrifugenrotor gegeben ist, läßt sich die Geometrie des Zentrifugenrotors 1 den physikalischen Eigenschaften, wie z.B. der Viskosität und den unterschiedlichen spezifischen Gewichten der Trennkomponenten einer zu trennenden Flüssigkeit optimal anpassen, insbesondere in Verbindung mit einer vorgesehenen stufenlosen Drehzahlregelung für den Zentrifugenrotor 1.The centrifuge rotor 1 is also designed so that the radial distance of the rotor axis 10 for the outflow opening 11 or 12 at least one, preferably the heavy separating component is adjustable. For this purpose is a with an outflow channel 14 and an outlet opening 12 provided slide 13 in a recess 15 of the Centrifuge rotor 1 mounted and is under the force of a spring 16 on a centric arranged inclined surface 17 of a cone 18. The cone 18 is with the help of a Adjusting ring 19 and one encompassing it Claw 20 in the hollow Rotor shaft 21 axially adjustable. In cooperation with the above-described Facilities that can be used both when the centrifuge rotor is at a standstill and when it is running is given, the geometry of the centrifuge rotor 1 can be the physical Properties, such as the viscosity and the different specific weights optimally adapt the separation components of a liquid to be separated, in particular in connection with a provided infinitely variable speed control for the centrifuge rotor 1.

Ein zur Vereinfachung der Zeichnung weggelassener motorischer Antrieb und das nur in einem Ausschnitt gezeigte Zentrifugengehäuse 22 sind ohne Einfluß auf die beschriebene Erfindung frei gestaltbar.A motor drive omitted to simplify the drawing and the centrifuge housing 22, which is only shown in part, have no influence on the invention described can be freely designed.

Patentansprüche: LeerseitePatent claims: Blank page

Claims

Claims 1. Centrifuge, thereby g e k e n n n z e i c h n e t that a valve (2) opening under the influence of a centrifugal force in the discharge line (3) for the heavy separating component on the centrifuge rotor (1) is.

2. Centrifuge according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that another valve (7) opening in the event of increased centrifugal force an additional drain line (8) is arranged from the drain line (3) starts at a point (9) with the greatest radial distance from the rotor axis (10).

3. Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized g e It is not indicated that the radial distance of the outflow opening (12) for at least a separating component on the rotor (1) of the centrifuge can be changed v

4. Centrifuge according to claim 3, characterized in that the outflow opening (12) for the heavier component in a radially adjustable slide (13) of the centrifuge rotor (1) is arranged.

5. Centrifuge according to claim 4, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the slide (13) with the force of a spring (16) against a centrally arranged and axially displaceable inclined surface (17) is pressed

6th Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that it is not n e t that its rotor (1) is provided with a drive of controllable speed.