DE2845733A1

DE2845733A1 - Zentrifugalseparator mit vorsedimentierung

Info

Publication number: DE2845733A1
Application number: DE19782845733
Authority: DE
Inventors: Berth Ingvar Anders Bodelson; Mats Bertil Nordenberg
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1978-10-20
Publication date: 1979-05-03
Also published as: SE7712307L; FR2407023B1; IT1100003B; FR2407023A1; GB2007116B; GB2007116A; US4193537A; IT7829251A0; CA1087575A; JPS5472571A; SE414999B

Description

Zentrifugalseparator mit Vorsedimentierung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrifugalseparator mit intermittierendem Schlammauswurf nach dein Oberbegriff des HauptanSpruchs.

ZentrifugalSeparatoren zum Auftrennen eines ankommenden Flüssigkeitsgemisches in zwei Flüssigkeitsphasen und eine Schlammphase werden beispielsweise bei der Milchseparierung verwendet. Die ankommende Strömung tritt in solchen Zentrifugalseparatoren durch öffnungen in den konischen Verteiler des Rotors ein und strömt durch Verteilungslöcher, die sich in den konischen Separierungstellern befinden, wobei die Strömung in enge Räume gelenkt wird, die zwischen den Separierungstellern angeordnet sind. Die meisten der die Verunreinigungen bildenden Partikel, die in der sogenannten Vollmilch vorliegen, passieren diese engen Räume ohne Schwierigkeit und lagern sich' in dem Schlammraum des Rotors ab. Es gibt jedoch Partikel,

909818/0783

deren Größe und Form derart ist, daß das Risiko einer Verstopfung der engen Räume um die Verteilungslöcher besteht, wodurch die Kapazität des Zentrifugalseparators vermindert wird. Die Gefahr der Verstopfung kann verringert werden, falls eine Vorsedimentierung innerhalb des Rotors vorgesehen ist, d.h., daß die größten Partikel abgetrennt und dem Schlammraum des Rotors unmittelbar intermittierend zugeführt werden, anstatt in den Stapel von Separierungstellern eingelassen zu werden.

In der DE-AS 23 13 669 wird ein Zentrifugalseparator beschrieben, der eine Vorsedimentierungsvorrichtung innerhalb des Rotors ausweist. Der Schieberboden ist hierbei an seinem radial inneren Teil mit einer zylindrischen, radial auswärts gerichteten Fläche ausgestattet, um mit einer entsprechenden zylindrischen Fläche auf der unteren Seite des konischen Verteilers zusammenzuwirken. Wenn der Schieberboden geschlossen ist, wirken die zylindrischen Flächen so zusammen, daß sie einen geschlossenen Sedimentierungsraum unter dem konischen Verteiler bilden. Wenn der Schieberboden öffnet, wirken die zylindrischen Flächen nicht mehr länger zusammen, wodurch ein Austragsspalt geschaffen wird. Infolge dessen wird während des Betriebes im Sedimentierungsraum Schlamm angesammelt, der relativ

909818/0783

große Partikel beinhaltet. Wenn der Schieberboden periodisch geöffnet wird, um Schlamm vom Schlammraum des Rotors auszutragen, wird ein Kanal geöffnet, der sich von der Einlaßkammer bis zum Schlammraum erstreckt, wodurch der Schlamm aus den großen Partikeln dem Rest des Schlammes mehr oder weniger aus dem Zentrifugalseparator heraus folgt.

Diese Ausführungsform weist jedoch einige Nachteile auf. Tatsächlich ist es nicht möglich, eine wirkungsvolle Abdichtung zwischen den zylindrischen Flächen zu erzielen. Es muß ein gewisses Überlappen vorhanden sein, um das unvermeidliche Lecken auf ein Minimum herabzusetzen. Bei dem partiellen Austrag aus dem Rotor wird die Breite des ringförmigen Spaltes, den der Schlamm mit den relativ großen Partikeln passieren muß, nicht groß genug sein, unter anderem auch infolge der Herstellungstoleranzen der betreffenden Bauelemente. Um einen sicheren Austrag der vorsedxmentierten Phase zu gewährleisten ist ein viel größerer ringförmiger Spalt erforderlich.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Zentrifugalseparator der eingangs genannten Art vorzusehen, der eine wirkungsvolle Vorsedxmentierung innerhalb

909818/0783

des Rotors mit Hilfe von einfachen und sicheren Einrichtungen gestattet.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebene Merkmalskombination gelöst.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Ventileinrichtung aus einem flachen Gummiring, der auf geeignete Weise entlang seiner radialen inneren Kante an einem stationär gehaltenen Konus befestigt ist, der relativ zum unteren Teil des Rotors befestigt ist.

Es ist jedoch auch möglich, die elastische Ventileinrichtung entlang ihrer radialen äußeren Kante in dem konischen Verteiler zu befestigen, und zwar in einer geschlossenen Stellung, die eine Anlage an einem relativ zum unteren Teil des Rotors stationären Konus ermöglicht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die öffnungen, die die Einlaßkammer mit der Separierungskammer verbinden, von Hülsen umgeben, die gegen die Einlaßkammer vorstehen. Infolge dieser Anordnung werden die relativ großen Verunreinigungspartikel

909818/0783

daran gehindert, der Strömung durch die Verteilungslöcher zu folgen; stattdessen werden sie infolge der Zentrifugalkraft einer Vorsedimentierung ausgesetzt.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr näher beschrieben, wobei Bezug auf die beiliegende Zeichnung genommen wird.

Es zeigen

Fig. 1 einen Axialschnitt durch die linke Hälfte eines in geschlossener Stellung befindlichen erfindungsgemäßen Zentrifugalseparators, und

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit aus Fig. 1 in geöffneter Stellung.

Die Fig. 1 zeigt einen Rotor, der einen unteren Teil 1 und einen oberen Teil 2 aufweist. Diese Teile werden durch einen Verschlußring 3 zusammengehalten. Über ein Zulaufrohr 4 wird das zu trennende Flüssigkeitsgemisch in eine von einer Separierungskammer 6 des Rotors mittels eines Verteilers 7 abgetrennte Einlaßkammer 5 des Rotors eingeführt, wobei der untere Teil des Verteilers 7 wie ein Konus 8 ausgebildet ist. Dieser ist mit öffnungen 9 ver-

§09818/07 8

sehen, die von Hülsen umgeben sind und zu Verteilungslöchern 11 in den konischen Separxerungstellern führen, die in der Separierungskammer liegen, jedoch nicht in Einzelheiten gezeigt sind. Der Rotor ist mit einem in axialer Richtung beweglichen Schieberboden 12 versehen, der intermittierend zum Ausstoßen des Schlammes über Entschlammungsoffnungen 13 geöffnet wird, nachdem sich der Schlamm im Schlammraum 14 des Rotors angesammelt hat. Innere und äußere Schälscheiben 15,16 entfernen die beiden Flüssigkeitsphasen, die in einer inneren und äußeren Auslaufkammer 17, 18 erhalten werden.

Ein im wesentlichen konischer Teller 19 ist relativ zum unteren Teil 1 des Rotors unbeweglich befestigt. Dieser konische Teller erstreckt sich radial an den Offnungen vorbei und begrenzt zusammen mit dem konischen Verteiler 8 einen ringförmigen Schlitz 20, wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich ist. Wie aus der Figur hervorgeht, ist bei dieser Ausführungsform die äußere Kante des konischen Tellers 19 mit einer horizontalen Stützfläche 21 versehen, an der ein flacher, elastischer Ring 22 auf nicht näher gezeigte Weise befestigt ist, beispielsweise durch Bolzen oder durch Einpressen in eine Schwalbenschwanznut. Der elastische Ring 22 ist an der Außenfläche 21 des Tellers so befestigt, daß er

909818/0783

gegen die Fläche des konischen Verteilers 8 gepreßt wird, wodurch der ringförmige Spalt 20 flexibel geschlossen wird, um einen geschlossenen Sedxmentierungsraum 23 zu bilden. Um die Kapazität dieses Sedimentierungsraumes 23 groß genug zu machen, sollte die radiale Ausdehnung der Mitnehmerflügel 24, die an der unteren Seite des konischen Verteilers 8 befestigt sind, nicht zu groß ausgestaltet sein.

Die Vorsedimentierung des Zentrifugalseparators arbeitet auf folgende Weise:

Wenn der Schieberboden 12 geschlossen ist, wird der Druck auf beiden Seiten des Ringes 22 im wesentlichen gleich sein, wodurch es dem Ring 22 möglich ist, den ringförmigen Spalt 20 und infolge dessen den Sedxmentierungsraum 23 geschlossen zu halten. Wenn der Schieberboden zum Ausstoßen von Schlamm öffnet, wird der Druck in dem Raum, der sich auf der anderen Seite des flexiblen Ringes 22 befindet und mit dem Schlammraum 14 verbunden ist, abnehmen, wodurch der Ring nachgibt, so daß der Schlamm, der relativ große Verunreinigungspartikel aufweist, die durch die Vorsedimentierung angesammelt wurden, ausgetragen werden kann.

Das offenbarte Ausführungsprinzip ermöglicht die Verwendung

909818/0783

eines relativ großen ringförmigen Spaltes 20, der ohne weiteres die vorkommenden Verunreinigungspartikel durchläßt, ohne daß der SchließVorgang beeinträchtigt wird.

Die erfindungsgemäßen Zentrifugalseparatoren sind hauptsächlich zum Auftrennen eines ankommenden Gemisches in zwei Flüssigkeitsphasen und eine Schlammphase bestimmt. Solche Separatoren weisen einen Tellersatz mit Verteilungslöchern auf.

Es gibt jedoch auch gewisse spezielle Zentrifugalseparatoren, die zum Auftrennen eines ankommenden Gemisches in eine einzige Flüssigkeitsphase und eine Schlammphase bestimmt sind, wobei der Tellersatz mit Verteilungslöchern ausgestattet ist, die im allgemeinen nah an der radialen Außenkante angeordnet sind. Sogar solche Zentrifugalseparatoren können erfindungsgemäß mit einer ringförmig gebildeten flexiblen Einrichtung zur Vorsedimentierung versehen sein.

909818/0783

ΛΑ

Leerseite

Claims

BERLIN 33 8MÜNCHEN

Auguste-Viktoria-StraBe S5 - DllOi'UWC ί OACVMCD PienzenauorslraBe 2

Pat.-Anw. Dr. Ing. Rinchke L*Γ. KUOUUM: Ot rMKIlNCK Pat.-Anw. DIpl.-lng.

SÄiÄSlS¹··"¹"· PATENTANWÄLTE "*"' ^Ε· ^Ru

Telefon:030/ H^Sai BERLIN - MÜNCHEN ^TelefOn:

Telesramm-Adrcse: Λ Q ι ρ τη λ - Telegramm-Adre«.·:

Quadratur Berlin tbQHO /Jg Quadratur München

TELEX: 183786 München, den ,, TELEX: 522767

A 1723

ALFA - LAVAL AB, Postfack, S-147 OO Tumba (Schweden)

Patentansprüche

Λ/ Zentrifugalseparator mit intermittierendem Schlammauswurf, der durch einen axial verschieblichen Schieberboden im Rotor steuerbar ist, mit einem Satz konischer Separierungsteller im Rotor, wobei öffnungen in dem konischen Verteiler der Rotors angeordnet sind, die die Einlaßkammer des Rotors mit der Separierungskammer des Rotors verbinden, und wobei die Einlaßkammer mit dem auf dem Umfang angeordneten Schlammraum des Rotors über einen ringförmigen Schlitz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine ringförmig ausgebildete flexible Ventileinrichtung (22) vorgesehen ist, die bei im wesentlichen gleichen Flüssigkeitsdrücken auf der der Einlaßkammer (5) zugewandten Seite der Ventileinrichtung (22) bzw. auf der zum Schlammraum (14) am Umfang

909818/0783 *

ORIGINAL INSPECTED

hin gerichteten Seite der Ventileinrichtung (22) den ringförmigen Schlitz (20) zur Bildung eines Vorsedimentierungsraumes (23) radial auswärts von den öffnungen (9) geschlossen hält und den ringförmigen Schlitz (20) öffnet, wenn Schlamm aus dem Zentrifugalseparator ausgetragen und eine Druckdifferenz zwischen beiden Seiten der Ventileinrichtung (22) geschaffen wird.
2. Zentrifugalseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (22) aus einem flachen Gummiring besteht.
3. Zentrifugalseparator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (22) entlang ihrer radialen Innenkante an einem konischen Teller (19) befestigt ist, der in Bezug auf den unteren Teil des Rotors stationär angeordnet ist.
4. Zentrifugalseparator nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (9), die die Einlaßkammer (5) mit der Separierungskammer verbinden, von Hülsen (10) umgeben sind, die gegen die Einlaßkammer gerichtet sind.

909818/0783