DE2826850A1

DE2826850A1 - Zentrifugalreiniger fuer fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2826850A1
Application number: DE19782826850
Authority: DE
Inventors: Viktor Alekseevitsch Berber
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-06-20
Filing date: 1978-06-19
Publication date: 1979-05-03
Also published as: GB1586444A; SU937025A1; ES470607A1; FR2395075A1; DE2826850B2; AU3676678A; JPS5819342B2; US4228951A; SE7805890L; JPS547672A; GR62677B; DE2826850C3; FR2395075B1; AU518250B2

Description

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Viktor Alexeevich BERBER, Saratov, UdSSR

Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fliehkraft- bzw. Zentrifugalreiniger zur Abscheidung von z. B. Feststoffen aus Flüssigkeiten wie Öl, flüssiger Brennstoff u. dgl.

Es ist ein Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten bekannt, der eine senkrecht angeordnete und auf einer Halterung starr befestigte Hohlachse mit einem Einlauf und einem Auslauf für die Flüssigkeit enthält. Auf der Hohlachse ist ein zylindrischer Läufer in Gleitlagern gelagert, der ein Gehäuse, eine Hülse mit einem daran spiralförmig befestigten Band sowie unter und über dem Band je ein Flügelrad aufweist. Zwischen benachbarten Windungen der Bandspirale sind parallel zur Hohlachse hintereinander Einlagen in Radialreihen angeordnet, die zusammen mit dem Band Schlitze bilden. Um die zu reinigende Flüssigkeit diesen Schlitzen zuzuführen, sind durch Flansche der

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Flügelräder und Stirnseiten der Bandspirale gebildete Hohlräume vorgesehen. In den Schlitzen wird die Flüssigkeit unter Einwirkung von Fliehkräften von mechanischen Fremdstoffen gereinigt, die sich dabei auf der Bandoberfläche absetzen.

Im bekannten Zentrifugalreiniger nimmt mit abnehmendem Abstand zwischen den Nachbarwindungen der Bandspirale das Mitreißen abgeschiedener Teilchen durch den Flüssigkeitsstrom zu, insbesondere bei größerem Durchfluß oder wenn Flüssigkeiten mit einem verhältnismäßig geringen Dichtenunterschied zwischen einem dispersen und einem Dispersionsmedium gereinigt werden sollen, wodurch der Reinigungsgrad der Flüssigkeit verringert wird (SW-PS Nr. 392 676).

Bekannt ist auch ein Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten (JA-PS 51-14 306), in dem der Läufer ein Paket konischer Faltenteller enthält. Die Falten eines jeden Tellers sind längs seiner Erzeugenden gerichtet. Die jeweiligen Faltenscheitel und -täler befinden sich bei einem Paket in ein und denselben Vertikalen, und die Tellerabstände sind durch an die Faltenscheitel angeschweißte Zapfen exakt eingehalten. Beim Ausscheiden fließt die schwere Phase über die Faltenscheitel auf den Rand zu, während sich die leichte Phase in Faltentälern zum Zentrum hin bewegt. Dieser Zentrifugalreiniger hat den Nachteil, daß die Corioliskräfte, die in den Spalten zwischen den Tellern (in den Schlitzen) wegen der Eadialkomponente des Flüssigkeitsstromes auftreten, den Fluß stören und damit den Wirkungsgrad des Zentrifugalreinigers erniedrigen.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem durch konstruktive Ausgestaltung des Läuferbandes die Reinigung bzw. Trennung der Flüssigkeiten von mechanischen Fremdstoffen wesentlich verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Zentrifugalreiniger für Flüssigkelten mit eirer senkrecht auf einer Halterung befestigten Hohlachse, welche einen Einlauf und einen Ablauf für die Flüssigkeit aufweist, die mit entsprechenden Hohlräumen eines an der Hohlachse gelagerten Läufers verbunden s in ei, mit einer :tm Läufer angeordneten Hülse, auf der eine Bandspirale mit- Einlagen zwischen den Windungen befestigt ist, wobei die in Radialreihen übereinander liegenden Einlagen zusammen mit dem Band Strcmungsschlitze bilden, erfindvmgsgeraäß dadurch gelöst, daß das Band gefaltet ist, wobei die Falten parallel zur Hohlachse verlaufen und die Einlagen in den Faltenscheiteln untergebracht sind.

Auf der gesamten Länge jeder aus den Einlagen bestehenden Eadialreihe, und zwar am auslaufseitigen Stirnende des zylindrischen Läufers, können zweckmäßigerweise Platten angeordnet werden, die beidseits der Einlagenradialreihe um einen Betrag von 20 bis 4-0 % der Schlitzbreite vorragen. Durch das Vorsehen der Platten können auch Teilchen mit nur geringer Lichtedifferenz gegenüber der Flüssigkeit bei ihrer Bewegung längs der Einlagen aufgehalten xmd als Ausscheidung gesammelt werden.

Der erfindungsgemäße Zentri^galreiniger gestattet es,

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den Reirigungsgrad, insbesondere "bei Fremdstoffen mit verhältnismäßig kleiner Dichte, z. B. von Gummi, um mehrere Male su vex'bessern.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutei't. Es zeigen:

S¹Xg. 1 einen Zentrxfugalreiniger im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Bandspirale im Querschnitt,

Fig. 3 eine Abwicklung des Bandes mit Einlagen in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen durch zwei Bandwindungen und die Einlagen gebildeten Schlitz in vergrößertem Maßstab.

Der in Fig. 1 dargestellte Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten enthält eine Hohlachse 1, die mit ihrem unteren Ende auf einer Halterung 2 starr befestigt ist. Der Hohlraum "A" der Hohlachse 1 steht in seinem unteren Teil mit einem Einlaufstutzen 3 für die zu reinigende Flüssigkeit und mit einem Auslaßstutzen 4- für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung.

Das befestigte Ende der Hohlachse 1 ist durch einen Blindflansch 5 abgedeckt. Auf der Hohlachse 1 sitzt in Lagern 6 und 7 ©in. zylindrischer Läufer 8, in dem die eigentliche Zentrifugalreinigung der Flüssigkeit erfolgt. Am oberen Ende der Hohlachse 1 ist eine Druckscheibe 9 mit Strömungskanälen angeordnet, die den inneren Hohlraum des Läufers 8 über ein im Hohlraum "A" vorgesehenes

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Rohi-stück 10 mit dem Austrittsstutzen 4 verbindet. Die Druckscheibe 9 dient einmal zur Umwälzung der gereinigten Flüssigkeit und stellt zum anderen das obere Drucklager des Läufers 8 dar. Die Hohlachse 1 weist radiale Zulauf-Öffnungen 11 auf, durch die die Flüssigkeit in den Hohlraum "B" des Läufers 8 gelangt. Der Läufer 8 enthält eine Hülse 12 mit einem um. sie spiralförmig gewundenen Band 13, zwischen dessen Windungen parallel zur Hohlachse 1 radial übereinander Einlagen 14 derart untergebracht sind, daß sie am Umfang gleichmäßig verteilte Radialreihen formen (Fig. 2). Die Einlagen 14 bilden zusammen mit den Bandwindungen Schlitze 15» deren Breite durch die Stärke der Einlagen 14 bestimmt ist. An der Hülse 12 ist je ein Flügelrad 16, 17 unter bzw. über der Bandspirale befestigt. Das untere Flügelrad 16 umfaßt einen Flansch 18 mit am Umfang gleichmäßig verteilten Radialrippen 19 und ein als Riemenscheibe 20 ausgeführtes Unterteil, mit der der Läufer 8 über einen (nicht gezeigten) Keilriementrieb angetrieben wird. Das Flügelrad 16 erteilt der Flüssigkeit einen Drall und zentriert gleichzeitig den Läufer 8 im Lager 6.

Das obere Flügelrad I7 enthält einen Flansch 21 mit am Umfang gleichmäßig verteilten Radialrippen 22, zentriert den Läufer 8 im Lager 7 und erteilt der Flüssigkeit einen Drall.

Die Hülse 12, die Hohlachse 1 und die Radialkanäle des Flügelrades 16 schließen einen Hohlraum "B" ein, über den die Flüssigkeit den Schlitzen I5 zugeführt wird. Zum Abführen der Flüssigkeit aus den Schlitzen I5 dienen Radialkanäle des Flügelrades I7.

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Der Läufer 8 ist von einem Gehäuse 23 umgeben, das im Flansch 18 des Flügelrades 16 durch einen Sprengring 24 fixiert ist. Im oberen Teil des Gehäuses 23 befindet sich ein mit einem Stopfen 25 abschließbares Entlüftungsloch des Läufers 8 bei seiner Füllung mit Flüssigkeit. Um eine Leckage aus dem Läufer 8 zu verhindern, ist zwischen dem unteren Flügelrad 16 und der Hohlachse 1 eine Dichtung vorgesehen.

In der Hohlachse 1 ist ein Radialkanal 27 ausgeführt, durch den gereinigte Flüssigkeit an die Dichtung 26 und das Lager 6 geleitet wird.

Das Band 13 ist gefaltet, wobei die Falten, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zur Hohlachse 1 parallel verlaufen und die Einlagen 14 in den Faltenscheiteln untergebracht sind und am Umfang gleichmäßig verteilte Radialreihen bilden.

Zur Erzeugung und Fixierung der Falten sind an der Hülse 12 Rippen 28 am Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen, die mit Reihen von Einlagen 14 abwechseln, wobei sie auf entsprechenden Einlagenreihen aufliegen. Auf der Seite des Gehäuses 26 sind Rippen 29 angeordnet, die mit den Rippen 28 abwechseln und auf entsprechenden Reihen von Einlagen 14 aufliegen. Die Rippen 29 besitzen an ihrem oberen und unteren Ende kegelförmige Nasen 30, die in ihnen entsprechende Vertiefungen in den Radialrippen 19 bzw. 22 des unteren 16 bzw. oberen 17 Flügelrades hineinragen.

Um die Fremdstoffteilchen mit einer der Dichte der zu reinigenden Flüssigkeit ähnlichen Dichte aufhalten zu

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können, sind über die gesamte Länge ^jeder Reihe von Einlagen 14 auf der Auslaufseite des Läufers 8 Flatten 31 (Fig. 1, 3) angeordnet. Jede Platte 31 ist breiter als eine Einlage 14 und ragt beiderseits der Einlagen 14 um einen Betrag "1" vor, der 20 bis 40 % der Breite "h" des Schlitzes 15 ausmacht. Der Betrag "1" wird mit Rücksicht auf die Viskosität der zu reinigenden Flüssigkeit und ihre Durchgangsgeschwindigkeit im Schlitz gewählt.

Die Wirkungsweise des Zentrifugalreinigers von Flüssigkeiten ist die folgende.

Der flüssigkeitsgefüllte Läufer 8 wird über den Keilriementrieb von einem Antrieb in Drehbewegung gesetzt. Die zu reinigende Flüssigkeit tritt durch den Stutzen 3 in. den Zentrifugalreiniger ein. Die Flußrichtung ist durch Pfeile "C" angedeutet. Über den Hohlraum "A", die Zufuhröffnungen 11 in der Hohlachse 1 und den Hohlraum "B" gelangt die Flüssigkeit in die Radialkanäle zwischen den Radialrippen 19 des Flügelrades 16, wo sie von den Radialrippen 19 in Drehbewegung mit der Winkelgeschwindigkeit des Läufers 8 gesetzt wird, und erreicht in ihrem Fortlauf durch die zwischen den benachbarten Bandspiralenabschnitten des Bandes 13 und den Einlagen 14 der Einlagenreihen eingeschlossenen Schlitze I5 die Druckscheibe 9.

Die Feststoffteilchen passieren gemeinsam mit dem Strom die Schlitze I5 und legen dabei den Weg Hx, zurück, der von den Eigenschaften der zu trennenden Phasen und dem Betriebszustand des Zentrifugalreinigers abhängt. Dabei durchqueren die Fremdstoffteilchen "a" (Fig. 3, 4) und

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"b" der schweren bzw. leichten dispersen Phase den Schlitz 15, setzen sich auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Bandes I3 ab und werden sodann infolge der Neigung des Bandes 13 durch die Fliehkräfte an die Einlagen 14- geschleudert, wo sie Abscheidungen "d" und "e" bilden. Die in Fig. 3 gestrichelten Gleitbahnen der Teilchen hängen vom Verhältnis der Abschwemtakraft des Stromes und der Tangeiitialkomponente der Fliehkraft ab.

Die Abscheidungen "d" und "e" bilden eine Keilzone (Fig. 4·), deren Neigungswinkel "oL" dem Eeibungswinkel der Mikroteilchen entspricht. Die Teilchen, die am leichtesten mitgerissen werden können, haben einen minimalen Eeibungswinkel und rollen daher zum Eeilzonenscheitel des Schlitzes I5 ab (die Lagen "a¹" und "b'")> wo eine Strömung praktisch ausbleibt, weil die Flüssigkeitsgeschwindigkeit en dem Quadrat der Schlitzhöhe proportional sind. Mit der Abscheidung, die sich aus Grobteilchen und/oder aus Teilchen mit einem erhöhten Eeibwert zusammensetzt, werden automatisch die Bedingungen geschaffen, unter denen die Teilchen, die sonst in einem gewöhnlichen Spalt leicht mitgerissen wurden, in der Keilzone des Spaltes des erfindungsgemäßen Zentrifugalreinigers aufgehalten werden. Die leicht mitzureißenden Teilchen werden zusätzlich von den Platten 31 aufgehalten, die auf der gesamten Länge jeder Reihe der Einlagen an der Auslaufseite des Läufers 8, d. h. gerade in der Bahn dieser Teilchen aus den Abscheidungen "d" und "e" angeordnet sind. Die Platten bilden außerdem zusammen mit den Einlagen 14 und dem Band 13 im Schlitz I5 höhenmäßig beträchtliche Toträume, in denen die sich an den Einlagen entlang bewegenden Teilchen zum Stillstand kommen und sich als

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AbScheidungen "f" (Fig. 3) und "g" ansammeln. Die Platten 31 xtfirken darüber hinaus als Hindernisse, an denen eine ausgeschiedene disperse flüssige Phase "i" aufgehalten wird. Diese flüssige Phase tropft dann in den Rippenzwischenraum des Flügelrades 16 ab und wird weiter tropfenweise in einen Schlanmfanger "D" (Fig. 1) abgeleitet oder kann aus dem Zentrifugalreiniger in einer zweckdienlichen Weise kontinuierlich ausgetragen werden. Die Platten 3>1 schwächen auch die Corioliskräfte ab, die vom Flügelrad 17 her auf den auslaufseitxgen Teil der Schlitze I5 einwirken, und tragen damit zu einer besseren Hydrodynamik des Stromes bei.

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Claims

Patentansprüche

Zentri:fu.g8.1reiniger für Flüssigkeiten mit einer senkrecht auf einer Halt errang befestigten Hohlachse, welche einen Einlauf und einen Ablauf für die Flüssigkeit aufweist, die mit entsprechenden Hohlräumen eines an der Hohlachse gelagerten Läufers verbunden sind, mit einer im Läufer angeordneten Hülse, auf der eine Bandspirale mit Einlagen zwischen den Windungen befestigt ist, wobei die in Radialreihen übereinander liegenden Einlagen zusammen mit dem Band Strömungsschlitze bilden,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Band (I3) gefaltet ist, wobei die Falten parallel zur Hohlachse (1) verlaufen und die Einlagen (14-) in den Faltenscheiteln untergebracht sind.
2. Zentrifugaireiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß auf der gesamten Länge jeder von den Einlagen (14·) gebildeten Radialreihe am auslaufseitigen Stirnende des zylindrischen Läufers (8) eine Platte (31) angeordnet ist, die beiderseits der Radialreihe der Einlagen (14-) um einen Betrag CO von 20 bis 40 % der Breite des Schlitzes (15) vorragt.

73 128-M-61)-Sd/nu

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