DE2901607C2

DE2901607C2 - Vollmantelschneckenzentrifuge

Info

Publication number: DE2901607C2
Application number: DE2901607A
Authority: DE
Inventors: Theodor 4720 Beckum Paschedag
Original assignee: Westfalia Separator AG
Current assignee: GEA Westfalia Separator Group GmbH
Priority date: 1979-01-17
Filing date: 1979-01-17
Publication date: 1981-03-12
Also published as: IT1127973B; GB2039801B; FR2446676A1; JPS5599358A; SE446378B; FR2446676B1; SE8000271L; US4313559A; SU1044223A3; GB2039801A; IT8067044A0; DE2901607B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vollmantel-Schneckenzentrifuge zur Trennung eines Feststoff enthaltenden 2Phasen-Flüssigkeitsgemisches mit einer wenigstens teilweise konischen, umlaufend antreibbaren Trommel und einer in der Trommel mit Differenzdrehzahl umlaufend anlreibbaren Förderschnecke, deren Wendeln an die Innenwandung der Trommel angepaßt ausgebildet sind und die den sich unter Fliehkraft in dem zwischen der Schneckennabe und der Trommel gebildeten Trennraum absetzenden Feststoff zu einem im konisch verengten Endbereich der Trommel ausgebildeten Feststoffaustrag fördern, und mil einer in einer Schälkammer, die in dem dem Feststoffaustrag abgewandten Trommelstirnseitendeckel axial außerhalb des Trennraumes vorgesehen ist, vorgesehenen Schäleinrichtung für das Abführen einer ersten Flüssigkeitsphase sowie mit einem durch ein erstes Überlaufwehr zum Trennraum hin begrenzten, gegenüber der Schälkammer verschlossenen, in dem Trommelstirnseitendeckel vorgesehenen Ablaufraum für eine zweite Flüssigkeiisphase und wenigstens einer in die spezifisch schwerere Flüssigkeiuphase eintauchenden, als Wendelabschluß ausgebildeten ersten Trennscheibe an der Förderschnecke zumindest im Bereich des Übergangs zwischen Trenn- und Klärzone.

Eine derartige Vollmantelschneckenzentrifuge ist aus der GB-PS 15 18 680 bekannt und arbeitet als sogenannter Dreiphasen-Dekanter, wobei die spezifisch schwerere Flüssigkeitsphase über eine Schäleinrichtung unter Druck abgeleitet werden kann und die spezifisch leichtere Flüssigkeitsphase über ein Wehr drucklos aus der Trommel in eine Auffangkammer des Zentrifugengehäuses ausgetragen und weitergeleitet wird.

Es sind aber auch Vollmantelschneckenzentrifugen bekannt, die die spezifisch leichte Flüssigkeitsphase mit einer Schäleinrichtung unter Druck ableiten und die spezifisch schwerere Flüssigkeitsphase drucklos austragen.

Vollmantelschneckenzentrifugen, be' denen beide Flüssigkeitsphasen u.-uer Druck mittels Schäleinrichtungen abgeleitet werden können, bereiten erhebliche konstruktive Schwierigkeiten, da die Flüssigkeiten aus einem in einen anderen mit Differenzdrehzahl umlaufenden Zentrifugenteil überführt werden müssen. Deshalb sind Vollmantelschneckenzentrifugen vorwiegend auch nur mit einer Schäleinrichtung für die Ableitung einer Flüssigkeitsphase unter Druck ausgerüstet, während die zweite Flüssigkeitsphase drucklos, ζ. B. über ein einstellbares Wehr, abgeleitet wird.

Derartige Vollmantelschneckenzentrifugen werden z. B. in der chemischen und pharmazeutischen Industrie vielseitig und für die unterschiedlicl ten Verwendungszwecke eingesetzt, wobei häufig eine Flüssigkeitsphase aus einer wäßrigen Flüssigkeit und die andere aus einem Lösungsmittel, wie Acetat. Benzol, Chloroform oder dgl, bestehen kann. Da derartige Lösungsmittel von Natur aus leicht flüchtig sind, neigen sie deshalb zur schnellen Verdun-'ung. Sie sind zudem oft giftig oder explosiv und verursachen starke gesundheitliche Schäden für das Bedienungspersonal der Zentrifugen, wenn nicht entsprechende Maßnahmen getroffen werden. Aus diesen Gründen ist es notwendig, zumindest die Lösungsmittelphase aus der Zentrifuge unter Druck abzuleiten und sie nicht drucklos aus der Zentrifuge austreten zu lassen, was immer mit einer erhöhten Verdunstung verbunden ist.

Da andererseits Lösungsmittel im spezifischen Gewicht zur wäßrigen Phase leichter oder schwerer sein können, müssen unterschiedliche Zentrifugenkonstruktionen verwendet werden, oder es ist bei einer Umstellung des Produktes ein erheblicher Austausch von Zentrifugenteilen notwendig, wenn stets die Lösungsmittelphase unter Druck abgeleitet werden soll. Dieses gilt insbesondere, wenn derartige Zentrifugen in Wasch- oder Extraktionsprozesse eingesetzt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Vollmantelschneckenzentrifugen der genannten Bauart so auszubilden, daß einfache Maßnahmen genügen, die Zentrifuge wahlweise so einzurichten, daß die spezifisch schwere oder die spezifisch leichte Flüssigkeitsphase mittels einer Schäleinrichtung abge-

leitet werden kann, während die andere Flüssigkeitsphase jeweils drucklos ausgetragen wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß benachbart dem genannten Trommelstirnseitendekkel an der Förderschnecke eine zweite in die spezifisch schwerere Flüssigkeitsphase eintauchende Trennscheibe angeordnet ist, daß in den Trennscheiben je eine oder mehrere öffnungen im Bereich der Phasengrenze des Flüssigkeitsgenisches vorgesehen sind, daß wahlweise die öffnungen in jeweils einer Trennscheibe verschließbar sind, daß die Schälkammer zur Förderschnecke hin ein auswechselbares zweites Oberlaufwehr aufweist, und daß das erste Oberlaufwehr durch ein oder mehrere achsparallel angeordnete Rohre gebildet ist, die zum Abführen einer sich im Bereich zwischen Feststoff austrag und erster Trennscheibe ansammelnden Flüssigkeitsphase vom Ablaufraum — radial einwärts von den öffnungen und die Trennscheiben durchdringend — bis in den genannten Bereich hineinreichen.

Die erfindungsgemäße Anordnung der in die spezifisch schwere Flüssigkeit eintauchenden zweiten Trennscheibe, benachbart dem genannten rrommelstirnseitendeckel, mit verschließbaren öffnungen im Bereich des Übergangs zwischen Trenn- und Klärzone des Flüssigkeitsgemisches in der Trennscheibe bewirkt, daß je nach Verschluß der öffnungen in der ersten oder zweiten Trennscheibe der Strömungsverlauf der Flüssigkeiten in der Zentrifuge so gesteuert werden kann, daß wahlweise die spezifisch schwere oder die spezifisch leichtere Flüssigkeitsphase von der Schäleinrichtung unter Druck abgeleitet und die jeweils andere Flüssigkeitsphase drucklos ausgetragen wird. Je nach Dichtedifferenz der zu trennenden Flüssigkeitsphasen ist dann lediglich ein auswechselbares Wehr an der Schälkammer der Schäleinrichtung auszutauschen. Vorzugsweise werden die jeweiligen Öffnungen in den Trennscheiben mit Gewindestopfen verschlossen.

Somit kann mit wenigen Teilen und Handgriffen die Zentrifuge den jeweiligen Betriebsbedingungen angepaßt werde...

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 die schematische Darstellung einer Vollmantelschneckenzentrifuge der eingangs beschriebenen Art zur Trennung eines Feststoff enthjltenden 2Phasen-Fiüssigkeitsgemisches, wobei die spezifisch schwere Flüssigkeit mittels einer Schäleinrichtung abgeleitet wird.

Fig. 2 die schematisci.e Darstellung einer Vollmantelschneckenzentrifuge der eingangs beschriebenen Art als Wasc:.- oder Extraktionszentrifuge, wobei die spezifisch leichte Flüssigkeitsphase mittels einer Schäleinrichtung abgeleitet wird.

Die Fig. I zeigt eine Vollmantelschneckenzentrifuge als Dreiphasen-Dekanter zur Trennung von Fest-Flüssigkeitsgemischen mit einer rotierend gelagerten, zylindrisch-konisch ausgebildeten Trommel 1 mit einer dem Trommelmantel 2 angepaßten Förderschnecke 3 und einem feststehenden Gehäuse 4. Durch ein Cyclo-Getriebe 5 wird zwischen Trommelmantel und Förderschnecke in bekannter Weise die erforderliche Differenzdrehzahl hergestellt. An beiden Enden der Förderschnecke ist erfindungsgemäß je eine bis nahe an den Trommelmantel und in die spezifisch schwere Flüssigkeitsphase eintauchende Trennscheibe 6 und 7 angeordnet, in die mit Gewindestopfen 8 verschließbare öffnungen 9 und 10 im Bereich der Phasengrenze U des Flössigkeitsgemisches vorgesehen sind. Die Zufuhr des feststoffhaltigen Flüssigkeitsgemisches erfolgt über Zuleitung 12 in die Kammer 13 und von dieser durch Öffnungen 14 in den Bereich der Wendeln 15 der Förderschnecke, wo die Trennung des Fest-Flüssigkeitsgemisches erfolgt

ίο Während der Feststoff von den Wendeln der Förderschnecke in Richtung des konischen Trommelmantels gefördert und über Austragsöffnungen 16 und 17 im Trommelmantel und Gehäuse ausgetragen wird, erfolgt die Ableitung der spezifisch schweren Flüssigkeitsphase mittels einer Schäleinrichtung 18, angeordnet in einer Schälkammer 19, die ihrerseits von einem auswechselbaren Oberlaufwehr 20 zur Schneckenseite begrenzt wird.

Die Ableitung der im Bereich der Förderschnecke abgetrennten spezifisch leichten Fl"*sigkeitsphase erfolgt über ein oder mehrere innerhalb der Wendeln zur Trommel achsparallel als feststehendes erstes Überlaufwehr angeordnete Rohre 21, die die Flüssigkeit in einen zwischen Trommelmantel und Förderschnecke «.bdichtend angeordneten Ablaufraum 22 leiten, aus der sie über Kanäle 23 in den Fänger 24 des Zentrifugengehäuses drucklos ausgetragen wird.

Durch die mit Stopfen 8 verschlossenen Öffnungen 9 in der in die spezifisch schwere Flüssigkeit eintauchenden zweiten Trennscheibe 7 wird verhindert, daß bei dieser Anordnung die spezifisch leichtere Phase in die Schälkammer 19 gelangt und mit der dort eintretenden spezifisch schweren Phase vermischt und abgeleitet wird.

Die F i g. 2 zeigt im Prinzip eine gleiche Vollmantelschneckenzentrifuge, wobei diese jedoch als Waschoder als Gegenstromextraktionszentrifuge ausgebildet ist und die spezifisch leichte Flüssigkeitsphase über eine Schäleinrichtung 18 unter Druck abgeleitet wird. Hierzu werden die beiden Flüssigkeiten, von denen eine Flüsigkeit den Feststoff enthält, über getrennte Zuleitungen 25, 26 in die getrennten Kammern 27, 28 eingeleitet und über öffnungen 29,30 in den Bereich der Wendeln 15 der Förderschnecke 3 geieitet und durchströmen im Gegenstrom die Förderschnecke.

Bei dieser Anordnung der Zentrifuge sind jedoch die öffnungen 10 der ersten Trennscheibe 6 mit Stopfen 8' verschlossen, während die öffnungen 9 der zweiten Trennscheibe 7 geöffnet sind. In dieser Anordnung strömt die spezifisch leichtere Flüssigkeitsphase durch die Öffnungen 9 dtr Trennscheibe 7 über das zweite Wehr 20 in die Schälkarnmer 19, von der aus sie mit eier Schäleinrichtung 18 unter Druck aus der Zentrifuge abgeleitet wird. Die spezifisch schwere Flüssigkeit strömt über die erste Trennscheibe 6 durch das erste Überlaufwehr, die Rohre 21 in den Ablaufraum 22. aus dem sie über Kanal 23 drucklos in den Fänger 24 ausgetragen wird.

Die Wahl des l-nendurchmesser des auswechselbaren zweitpn Überlaufwehres 20 ist dabei von der Dichtedifferenz der zu trennenden Flüssigkeiten abhängig-

Zur Verdeutlichung der Flüssigkeitsströmung sind die Flüssigkeiten und der Feststoff schraffiert dargestellt

^hr> worden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vollmantelschneckenzentrifuge zur Trennung eines Feststoff enthaltenden 2Phasen-Flüssigkeitsgemisches mit einer wenigstens teilweise konischen, umlaufend antreibbaren Trommel und einer in der Trommel mit Differenzdrehzahl umlaufend antreibbaren Förderschnecke, deren Wendeln an die Innenwandung der Trommel angepaßt ausgebildet sind und die den sich unter Fliehkraft in dem zwischen der Schneckennabe und der Trommel gebildeten Trennraum absetzenden Feststoff zu einem im konisch verengten Endbereich der Trommel ausgebildeten Feststoffaustrag fördern, und mit einer in einer Schälkammer, die in dem dem Feststoffaustrag abgewandten Trommelstirnseitendeckel axial außerhalb des Trennraumes vorgesehen ist, vorgesehenen Schäleinrichtung für das Abführen einer ersten Flüssigkeitsphase sowie mit einem durch ein erstes Überlaufwehr zum Trennraum hin begrenzten, gegenüber der Schälkammer verschlossenen, in dem Trommelstirnseitendeckel vorgesehenen Ablaufraum für eine zweite Flüssigkeitsphase und wenigstens einer in die spezifisch schwerere Flüssigkeitsphase eintauchenden, als Wendelab-Schluß ausgebildeten ersten Trennscheibe an der Förderschnecke zumindest im Bereich des Übergangs zwischen Trenn- und Klärzone, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart dem genannten Trommelstirnseitendeckel an der Förderschnecke (3) 'ine zweite in die spezifisch schwerere Flüssigkeitsphase eintauchende Trennscheibe (7) angeordnet ist, daß in den 1 rennscheiben je eine oder mehrere Öffnungen (9, 10) im Bereich der Phasengrenze (11) des Flüssigkfc.tsgemisches vorge- )5 sehen sind, daß wahlweise die Öffnungen in jeweils einer Trennscheibe verschließbar sind, daß die Schälkammer (19) zur Förderschnecke hin ein auswechselbares zweites Überlaufwehr (20) aufweist, und daß das erste Überlaufwehr durch ein to oder mehrere achsparallel angeordnete Rohre (21) gebildet ist, die zum Abführen einer sich im Bereich zwischen Feststoffaustrag und erster Trennscheibe

(6) ansammelnden Flüssigkeitsphase vom Ablaufraum (22) — radial einwärts von den Öffnungen und Ί5 die Trennscheiben durchdringend — bis in den genannten Bereich hineinreichen.

2. Vollmantelschneckenzentrifuge nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der öffnungen (9, 10) in den Trennscheiben (6, 7) '> <> Gewindestopfen (8,8') vorgesehen sind.