DE3428103C2

DE3428103C2 -

Info

Publication number: DE3428103C2
Application number: DE19843428103
Authority: DE
Inventors: Hans-Heinrich Dr.-Ing. O-4730 Artern De Schmidt; Leonhard O-4732 Bad Frankenhausen De Heideck
Original assignee: Maschinenfabrik Kyffhaeuserhuette Artern O-4730 Artern De GmbH
Current assignee: MASCHINENFABRIK KYFFHAEUSERHUETTE ARTERN GMBH, O-4
Priority date: 1983-10-27
Filing date: 1984-07-30
Publication date: 1993-07-08
Also published as: SU1486187A1; SE8404454L; DE3428103A1; BG45579A1; DD232156A3; CS259030B1; SE8404454D0; SE457062B

Description

Die Erfindung betrifft eine Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln zur kontinuierlichen Austragung von Eiweißkonzentraten, insbesondere für Quarkseparatoren, wobei der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörpern auf einem kleineren Durchmesser zur Trommelachse liegt, als die Zuführung des Konzentrats zur Düse. Eine derartige Düse ist beispielsweise aus der DE-GM 70 18 333 bekannt.

Zur Konzentration suspendierter Feststoffe ist bekannt, daß der kontinuierliche Austrag aus dem Trennraum der Zentrifugentrommel über Auslaßdüsen, die gleichmäßig am Umfang der Trommel verteilt sind, erfolgt. Um den erforderlichen Trockenmassegehalt zu erreichen, müssen auf Grund des hohen Flüssigkeitsdruckes in der Separatortrommel die Öffnungen der Auslaßdüsen sehr klein gehalten werden, insbesondere dann, wenn die Auslaßdüsen an der Peripherie der Trommel angeordnet sind. Diesem Erfordernis der sehr kleinen Durchflußöffnungen stehen die Erfordernisse der Reinigung der Trommel im Kreislauf (CIP) entgegen, da der von der Konzentratmenge abhängige Düsenquerschnitt für die Reinigung nicht ausreicht. Aus diesem Grund ist mit diesen bekannten Düsen eine ordnungsgemäße Reinigung nicht immer durchführbar, so daß dann bei jedem Reinigungsprozeß die Auslaßdüsen gegen Düsen mit größerem Öffnungsdurchmesser ausgetauscht werden müssen. Das hat zur Folge, daß keine Zwischenreinigungen, z. B. bei Düsenverstopfungen, erfolgen können, sondern die Zentrifugentrommel nur am Ende des täglichen Arbeitsprozesses gereinigt wird. Dazu ist jedoch eine nochmalige Anlaufphase des Separators mit erhöhtem Energieaufwand erforderlich.

Es wurden Zentrifugentrommeln mit Auslaßdüsen entwickelt, bei denen die Düsen nicht mehr an der Stelle des größten Trommeldurchmessers angeordnet sind, sondern auf einem kleineren Durchmesser im Trommelmantel, wie durch die DE-GM 70 18 333 bekannt. Bei diesen Zentrifugentrommeln gelangt das Konzentrat aus dem peripheren Teil des Trennraumes über schräg angeordnete lange Kanäle zur Düse, wobei das Konzentrat eine Richtungsänderung nach innen erfährt und die Austragsgeschwindigkeit herabgesetzt wird. Der Eintritt des Konzentrats in die Auslaßdüse erfolgt bei diesen bekannten Zentrifugentrommeln auf einem kleineren Durchmesser als die Zuführung des Konzentrats zur Düse. Dadurch ist es möglich, die Düsenbohrungen so groß zu machen, daß sie auch für die CIP-Reinigung geeignet sind.

Zwar wird durch die Richtungsänderung des Konzentrats nach innen die Austragsgeschwindigkeit herabgesetzt, aber infolge der konstruktiven Gegebenheiten einer Trommel ist der Durchmesser, auf dem die eigentliche Düse liegt, nur in einem engen Bereich veränderbar, so daß diese Zentrifugentrommel nur für die Konzentration eines bestimmten suspendierten Feststoffes geeignet ist. Das Einsatzgebiet einer derartigen Zentrifugentrommel ist damit eingeschränkt.

Weiterhin ist durch die Anordnung der langen schrägen Bohrungen im Trommelmantel ein erhöhter Fertigungsaufwand notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Auslaßdüse nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszugestalten, daß es möglich ist, den Konzentrataustrag aus der Zentrifugentrommel in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zu verlegen, als die Zuführung des Konzentratseintritts zur Düse, wobei die Düse am größten Trommeldurchmesser angeordnet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Düse besteht aus einem Düsenkörper mit einer im Winkel zur Düsenachse angeordneten kalibrierten Durchflußöffnung, einem Mundstück und einer Kappe, wobei die Kappe auf das Mundstück so aufgesetzt ist, daß ein Ringspalt bzw. ein Ringraum gebildet wird. Die Stirnfläche des Mundstücks bildet mit der Innenfläche der Kappe einen Ringspalt, der in Abhängigkeit von dem zu bearbeitenden Medium einstellbar ist. Zwischen dem Außendurchmesser des Mundstücks und dem Innendurchmesser der Kappe wird ein Ringraum gebildet. In der Kappe sind eine oder mehrere Bohrungen angeordnet, deren Abstand von der Trommelachse größer ist als der Abstand der Stirnfläche des Mundstücks von der Trommelachse. Die Größe dieser Bohrungen, des Ringspaltes, des Ringraumes und der Bohrungen in der Kappe sind so gewählt, daß ihre Durchflußzahl insgesamt kleiner ist als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung. Durch das Aufsetzen der Kappe auf das Mundstück wird ein direktes Eintreten des Konzentrats in den Düsenkörper verhindert. Das Konzentrat gelangt nur durch die Bohrungen in die Düse. Da das Mundstück der Düse, welches unterschiedliche Längen aufweisen kann, in den Trennraum hineinragt, wird erreicht, daß der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zur Trommelachse liegt als die Zuführung des Konzentrats zur Düse. Durch diesen ständigen Richtungswechsel des die Düse durchfließenden Mediums sowie durch den Wechsel unterschiedlicher Durchflußquerschnitte, werden Widerstände geschaffen, so daß die Strömung unter Energieverlust verläuft und in eine langsamere übergeht. Die Größe der Düsenbohrungen sowie die Maße des Ringspaltes bzw. des Ringraumes, zwischen Kappe und Mundstück sind so zu wählen, daß die Durchflußzahl der Düsenbohrungen und des Ringspaltes und des Ringraumes insgesamt kleiner ist als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung. Damit wird erreicht, daß die kalibrierte Durchflußöffnung größer ausgelegt werden kann, als es bei den bekannten Düsen möglich ist. Sowohl die Düsenbohrungen, als auch die Maße des Ringspaltes bzw. des Ringraumes zwischen Mundstück und Kappe, sind in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung veränderbar ausgebildet. Um eine weitere Verzögerung der Austragung des Konzentrats bei vergrößerter kalibrierten Durchflußöffnung zu erreichen, kann die Düse um ihre Achse gedreht und in unterschiedlichen Stellungen gegenüber der Trommeldrehrichtung angeordnet werden. Durch die vergrößerte kalibrierte Durchflußöffnung und verringerte Ausflußgeschwindigkeit wird der allgemein geforderte Trockenmassegehalt erzielt, ohne daß die Gefahr der Verstopfung besteht. Aus diesem Grund sind die gleichen Düsen auch für die nachfolgende Reinigung der Trommel im Kreislauf einsetzbar, wobei sich bei wesentlich geringerer Viskosität der Reinigungslösung gegenüber dem Eiweiß ein geringer Druckverlust einstellt und somit mehr Reinigungslösung pro Zeiteinheit für die Reinigung der Trommel zur Verfügung steht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 stellt den Querschnitt der Düse an der Stelle des größten Durchmessers des Trennraumes dar.

Fig. 2 zeigt die Ansicht in Richtung X.

Die Fig. 1 zeigt den Trommelmantel 10 mit der Düse 1, von der beispielsweise vier Stück gleichmäßig auf dem größten Trennraumdurchmesser angeordnet sind. Die Düse 1 besteht aus dem Düsenkörper 2 mit der kalibrierten Durchflußöffnung 3 und dem Mundstück 4 sowie der Kappe 5. Das Mundstück 4 begrenzt den Düsenkörper 2 auf der Seite des Trennraumes 9 der Zentrifugentrommel und ist von der Kappe 5 umschlossen. Die Länge des in die Kappe 5 hineinragenden Mundstücks 4 ist, abhängig von den technologischen Erfordernissen, veränderbar. Die über dem Mundstück 4 des Düsenkörpers 2 angeordnete Kappe 5 ist in ihren Abmessungen größer als das Mundstück 4 und weist ein oder mehrere seitliche Bohrungen 7 auf. Die Größe der Bohrungen 7 ist in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung 3 veränderbar, ebenso der Ringspalt 6 und der Ringraum 8 zwischen dem Mundstück 4 und der Kappe 5. Die in der Kappe 5 angeordneten Bohrungen 7 sind so angeordnet, daß ihr Abstand C von der Trommelachse größer ist als der Abstand D der Stirnfläche A des Mundstücks 4 von der Trommelachse. Die Länge der Düse 1 innerhalb des Bereiches zwischen Trommemantel 10 und Tellerpaket 12 ist variierbar. Das sich im Trennraum 9 ansammelnde Konzentrat kann bei dieser Düse 1 nicht direkt in den Düsenkörper 2 eintreten, sondern es gelangt über die Bohrungen 7 in den Ringraum 8 zwischen Mundstück 4 und Kappe 5 und den Ringspalt 6, der sich zwischen der Stirnfläche A des Mundstücks 4 und der Innenfläche B der Kappe 5 bildet. Von hier gelangt das Konzentrat in den Düsenkörper 2 und wird über die kalibrierte Durchflußöffnung 3 ausgetragen. Die Größen der Bohrungen 7, des Ringspaltes 6 und des Ringraumes 8 sind so gewählt, daß ihre Durchflußzahl insgesamt kleiner ist, als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung 3. Das in die Bohrungen 7 eintretende Konzentrat erfährt bis zum Austrag durch die kalibrierte Durchflußöffnung 3 innerhalb der Düse 1 einen ständigen Richtungswechsel. Gleichzeitig durchströmt es unterschiedliche Durchflußquerschnitte, so daß die Strömung unter Energieverlust verläuft und bei Eintritt in den Düsenkörper 2 in eine langsamere Strömung übergeht. Aus diesem Grund ist es möglich, die kalibrierte Durchflußöffnung 3 größer als bisher zu wählen. Durch Drehen des Düsenkörpers 2 um seine eigene Achse und Arretierung desselben gegenüber der Kappe 5 bzw. dem Trommelmantel 10 mittels Stift 11 tritt eine Veränderung des Winkels der kalibrierten Durchflußöffnung 3 gegenüber der Trommeldrehrichtung ein. Durch konstruktive Veränderung der Düse 1 ist auch ein Drehen derselben um ihre eigene Achse möglich. Dadurch wird eine weitere Erhöhung des Durchflußwiderstandes erreicht.

Sowohl dem Erfordernis nach sehr kleiner Durchflußöffnung während des Separierprozesses, als auch dem Erfordernis der Reinigung der Trommel im Kreislauf mit ein und derselben Düse wird gerecht, indem am größten Trommeldurchmesser und ohne zusätzlich lange Bohrungen eine Konzentration suspendierter Feststoffe, beispielsweise Quark mit höherem Trockenmassegehalt, und eine Reinigung im Kreislauf gewährleistet wird. Durch das Hineinragen des Mundstücks 4 in den Trennraum 9 und seine Lage zu den Bohrungen 7 in der Kappe 5 wird erreicht, daß der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper 2 auf einem kleineren Durchmesser liegt, als die Zuführung des Konzentrats zur Düse 1. Da diese Umlenkung der Strömungsrichtung in der Düse 1 erfolgt, kann die Düse 1 an der Stelle des größten Trommeldurchmessers angeordnet werden und es ist kein erhöhter zusätzlicher Fertigungsaufwand, wie z. B. durch die Anordnung von langen Bohrungen im Trommelmantel, erforderlich.

Durch den ständigen Strömungswechsel in der Düse 1 und durch die unterschiedlichen Strömungsquerschnitte kann die kalibrierte Durchflußöffnung so groß gewählt werden, daß die gleiche Düse 1 auch bei der anschließenden Reinigung der Trommel in der Trommel verbleibt, da sie nicht verstopft ist und auf Grund ihrer Auslaßöffnung eine erhöhte Reinigungslösungsmenge hindurchtreten kann. Die CIP-Reinigung ist also ebenfalls ohne zusätzlichen technischen Aufwand möglich.

Aufstellung der Bezugszeichen

1 Düse
2 Düsenkörper
3 kalibrierte Durchflußöffnung
4 Mundstück
5 Kappe
6 Ringspalt
7 Bohrungen
8 Ringraum zwischen Mundstück 4 und Kappe 5
9 Trennraum
10 Trommelmantel
11 Stift
12 Tellerpaket
A Stirnfläche des Mundstücks 4
B Innenfläche der Kappe 5
C Abstand der Bohrungen 7 zur Trommelachse
D Abstand der Stirnfläche A zur Trommelachse

Claims

1. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln zur kontinuierlichen Austragung von Eiweißkonzentraten, insbesondere für Quarkseparatoren, bei denen der Eintritt des Konzentrats in den Düsenkörper auf einem kleineren Durchmesser zur Trommelachse liegt, als die Zuführung des Konzentrates zur Düse, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) aus dem Düsenkörper (2) mit einer im Winkel zur Düsenachse angeordneten kalibrierten Durchflußöffnung (3), einem Mundstück (4) und einer Kappe (5) besteht, wobei die Kappe (5) in ihren Abmessungen größer ist als das Mundstück (4) und auf der Seite des Trennraumes (9) auf das Mundstück (4) so aufgesetzt ist, daß ein Ringspalt (6) und ein Ringraum (8) gebildet wird, wobei die Stirnfläche (A) des Mundstücks (4) und die Innenfläche (B) der Kappe (5) den Ringspalt (6) bilden, der in Abhängigkeit vom zu bearbeitenden Medium einstellbar ist und in der Kappe (5) mindestens eine seitliche Bohrung (7) angeordnet ist, deren Abstand (C) von der Trommelachse größer ist als der Abstand (D) der Stirnfläche (A) des Mundstücks (4) von der Trommelachse, wobei die Größe der mindestens einen Bohrung (7), des Ringspalts (6) und des Ringraumes (8) zwischen Mundstück (4) und Kappe (5) so gewählt wird, daß ihre Durchflußzahl insgesamt kleiner ist als die Durchflußzahl der kalibrierten Durchflußöffnung (3).

2. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (4) unterschiedliche Längen aufweist.

3. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Bohrung (7) in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung (3) einen unterschiedlichen Durchmesser aufweist.

4. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltbreiten des Ringspaltes (6) und des Ringraumes (8) zwischen Mundstück (4) und Kappe (5) in Abhängigkeit von der Größe der kalibrierten Durchflußöffnung (3) veränderbar sind.

5. Auslaßdüse für Zentrifugentrommeln nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (1) oder der Düsenkörper (2) um seine Achse gedreht, in unterschiedlichen Stellungen gegenüber der Trommeldrehrichtung angeordnet ist.