DE3803762A1 - Zentrifuge - Google Patents

Zentrifuge

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DE3803762A1
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Bo Johansson
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Alfa Laval Separation AB
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Alfa Laval Separation AB
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/10Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit einem Rotor mit zwei separaten koaxialen Rotorteilen und einer Ein­ richtung zum axialen Versperren derselben, einer im Rotor zwi­ schen den koaxialen Rotorteilen ausgebildeten Trennkammer zur Aufnahme eines bei der Rotordrehung zu trennenden flüssigen Gemischs sowie einer Einrichtung zum Austragen einer abgetrenn­ ten Komponente aus der Trennkammer während der Rotordrehung, so daß in der Trennkammer ein variierender Druck entsteht.
Eine Zentrifuge der genannten Art ist bspw. aus der US-PS 34 82 771 bekannt. Ihr Vorteil ist, daß sie während des Be­ triebs intermittierend geöffnet werden kann, um den fest­ stoffhaltigen Schlamm auszutragen, der sich beim Trennen be­ stimmter Gemische im radial am weitesten außen liegenden Teil der Trennkammer sammelt. Hierdurch wird der Betrieb der Zen­ trifuge erleichtert, da es nicht mehr erforderlich ist, zum Entfernen des angesammelten Schlamms von Hand die separaten koaxialen Rotorteile auszubauen.
Ein Nachteil dieser bekannten Zentrifuge ist jedoch, daß die Schwankungen des Flüssigkeitsdruck, die im Betrieb infolge des intermittierenden Austragens in der Trennkammer entstehen, die Gefahr eines Ermüdungsbruchs des Rotors erhöhen. Diese Gefahr ist am höchsten in denjenigen Rotorteilen, in denen im Betrieb die höchsten Spannungskonzentrationen auftreten, nämlich vor allem an der die Rotorteile axial miteinander verriegelnden Einrichtung, aber auch an denjenigen Rotorteilen, die durch die Schlamm-Austragöffnungen geschwächt werden.
Um den Ermüdungsbruch zu vermeiden, muß man die bekannte Zen­ trifuge entweder mit verringerter Drehgeschwindigkeit, gerin­ gerem Austragvolumen pro Austrag, verringerter Dichte des Trennguts oder einer Kombination dieser Einschränkungen be­ treiben, um schädliche Spannungsschwankungen ausreichend gering zu halten. Diese Maßnahmen schränken in bestimmten Anwendungs­ fällen jedoch die Trennkapazität derartiger Zentrifugen ver­ hältnismäßig stark ein.
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Zentrifuge der eingangs genannten Art anzugeben, die von der erläuterten Gefahr eines Ermüdungsbruchs im wesentlichen frei ist, so daß sich ihre Kapazität durch Erhöhen der Drehgeschwindigkeit, des Austragvolumens und der Trenngutdichte erhöhen läßt.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einer Zentrifuge der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß einer der Rotor­ teile mit zwei getrennten koaxialen Wandungen, d.h. einer in­ neren und einer äußeren ausgeführt wird, daß die Innenwandung axial auf dem anderen Rotorteil aufsitzt, daß die axiale Ver­ riegelungseinrichtung die Außenwandung mit dem anderen Rotor­ teil verbindet, daß ein Raum zwischen den beiden Wandungen ge­ bildet wird und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die wäh­ rend des Betriebs der Trennvorrichtung in dem Raum zwischen den Wandungen eine im wesentlichen konstante Kraft erzeugt, die axial trennend auf die Wandungen wirkt.
Hierdurch erhält man den Vorteil, daß während der Rotordrehung mindestens in der axialen Verriegelungseinrichtung eine im we­ sentlichen konstante Verformung auftritt, und zwar unabhängig von den beim Austragen auftretenden Druckschwankungen im flüs­ sigen Gemisch in der Trennkammer, sofern die Kraft, die die Wandungen axial trennen will, höher ist als die vom auf die Innenwandung wirkende Axialkraft des Drucks des flüssigen Ge­ mischs. Schädliche Spannungsschwankungen in der axialen Ver­ riegelungseinrichtung und den angrenzenden Rotorteilen ent­ fallen also, so daß die Gefahr eines Ermüdungsbruchs derselben sich erheblich verringert. Es treten beim Austragen sicherlich noch Spannungsschwankungen in der Innenwandung auf; diese sind aber hauptsächlich Druckspannungen, was die anfängliche Bildung und Ausbreitung von Rissen an Oberflächenfehlern des Rotormate­ rials erschwert. Folglich entfällt praktisch die Gefahr eines Ermüdungsbruchs der Innenwandung. Tritt in der Innenwandung trotzdem ein Ermüdungsbruch auf, verhindern die umgebenden stützenden Rotorteile eine Fortpflanzung der Risse bis zum Bruch. Die Gefahr, daß Teile der Rotorwandung aus dem Rotor wegen eines Ermüdungsbruchs herausgeschleudert werden und in der Umgebung Schaden anrichten, ist somit im wesentlichen beseitigt.
Falls die erwähnte Kraft, die die Wandungen axial trennen will, niedriger ist als die vom Druck des flüssigen Gemischs auf die Innenwandung ausgeübte Axialkraft, treten beim Austragen in der Verriegelungseinrichtung sich ändernde Zugspannungen auf. Diese Zugspannungen sind jedoch schwach, so daß die Gefahr eines Er­ müdungsbruchs in der Sperreinrichtung verringert ist für den Fall, daß die die Wandungen trennende Kraft höher ist als die Axialkraft, die der Druck des verbleibenden flüssigen Gemischs beim Austragen ausübt.
Die erwähnte Einrichtung, die die im Sinne einer axialen Tren­ nung der Wandungen wirkende Kraft liefert, ist zweckmäßiger­ weise eine Flüssigkeit, die bei der Rotordrehung einen hydrau­ lischen Druck auf die Wandungen ausübt. Alternativ kann man diese Kraft durch zwischen den Wandungen angeordnete Federn er­ zeugen.
Im wesentlichen erhält man den erfindungsgemäß beabsichtigten technischen Effekt auch dann, wenn die koaxialen Wandungen axial relativ zueinander bewegbar sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung drückt jedoch bei stillstehendem Rotor die axiale Verriegelungseinrichtung die Außenwandung gegen die Innenwandung, wozu auf diesen jeweils eine Schulter­ fläche vorgesehen ist; es wird also auch die Innenwandung auf den anderen Rotorteil gedrückt.
Weitere Rotorteile (bspw. durch Austragöffnungen geschwächte Rotorteile) lassen sich gegen einen Ermüdungsbruch schützen, indem man den Ort der axialen Abstützung der Innenwandung am anderen Rotorteil zweckmäßig so wählt, daß bei der Rotordrehung in diesen Teilen eine im wesentlichen konstante Verformung ent­ steht.
Weiterhin ist es möglich, für eine im wesentlichen konstante Verformung in beiden Rotorteilen (mit Ausnahme der Innenwan­ dung) während der Rotordrehung zu sorgen, indem man die In­ nenwandung in der Axialrichtung mittig auf dem anderen Rotor­ teil abstützt, d.h. über eine zentrale axiale Säule oder eine Vielzahl von konischen Trenntellern, die in der Trennkammer um die Rotorwelle herum angeordnet sind.
Die Erfindung soll nun unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung ausführlicher erläutert werden, deren Fig. 1 bis 4 vier ver­ schiedene Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Zentrifuge zeigen.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Rotor­ teile.
Die Bezugszeichen der Fig. 2 und 3, denen gleiche in Fig. 1 entsprechen und die um die Zusätze "a" und "b" ergänzt sind, betreffen modifizierte Rotorteile oder Einzelheiten derselben, die die gleiche Funktion wie die entsprechenden Rotorteile bzw. Einzelheiten des Rotors der Fig. 1 haben. Analog bezeichnet der Zusatz "c" in der Fig. 4 denen des Rotors der Fig. 2 entspre­ chende Einzelheiten und Teile.
Die Fig. 1 zeigt einen Rotor mit zwei separaten koaxialen Ro­ torteilen, einem oberen (1) sowie einem unteren (2). Der obere Rotorteil 1 ist im wesentlichen konisch gestaltet und schließt über seinen radial äußeren Teil an den radial äußeren Teil des unteren Rotorteils so an, daß ein Raum zwischen den Rotorteilen 1, 2 verbleibt. Der radial außenliegende Teil des unteren Ro­ torteils ist ein zylindrischer Umfangsteil 3, der den radial äußeren Teil des oberen Rotorteils 1 umgibt. Der obere Rotor­ teil 1 besteht aus zwei separaten koaxialen Wandungen, d.h. einer Innenwandung 4 und einer Außenwandung 5, die zwischen sich einen Raum 6 belassen. Die Innenwandung 4 ist axial verlängert mit einem zylindrischen Umfangsteil 7, der axial entlang der Innenseite des Mantelteils 3 des unteren Rotorteils verläuft und mit einer Stirnfläche 8 axial auf dem Absatz 9 am Mantelteil 3 des unteren Rotorteils 2 aufliegt. Die Außenwan­ dung 5 liegt mit ihren radial äußeren Teil über eine Stirnflä­ che 10 axial auf einem zugehörigen Absatz 11 an der Innenwan­ dung 4 auf.
Ein Sperr- bzw. Verriegelungsring 12 ist in die Innenfläche des Umfangsteils 3 nahe dessen freiem Ende eingeschraubt und drückt axial auf die Außenfläche der Außenwandung 5, so daß die Außen­ und die Innenwandung 5 bzw. 4 sowie der untere Rotorteil 2 über die Flächen bzw. Absaätze 8 bis 11 aufeinandergedrückt werden.
Der Raum zwischen den Rotorteilen 1, 2 ist mit einem platten­ förmigen Kolbenschieber 13 zu einer Trennkammer 14 zwischen dem oberen Rotorteil 1 und dem Schieber 13 sowie einer Schließkam­ mer 15 zwischen dem unteren Rotorteil 2 und dem Schieber 13 unterteilt. Die Schließkammer 15 verläuft etwas weniger weit radial auswärts als der Raum 6 zwischen den Wandungen 4, 5.
In den Umfangsteilen 7, 3 der Innenwandung 4 bzw. des unteren Rotorteils 2 befinden sich Austragöffnungen 16 bzw. 17 für den Schlamm aus der Trennkammer 14, wobei die Austragöffnungen 16 mit den Austragöffnungen 17 fluchten. Der Schieber 13 ist im Rotor axial zwischen einer unteren Stellung, in der ein Durch­ laß zwischen der Trennkammer 14 und den Austragöffnungen 16, 17 gebildet wird, und einer oberen Stellung bewegbar, in der der Schieber 13 über einen Dichtring 18 einen dichten Abschluß zur Innenwandung 4 herstellt und den Durchlaß sperrt.
Die Schließkammer 15 hat einen Zentraleinlaß 19 und einen Um­ fangsauslaß 20 im unteren Rotorteil 2. Der Auslaß 20 ist mit einem flüssigkeitsgesteuerten Betätigungsventil 21 versehen, um den Auslaß 20 zu öffnen und zu schließen. Die Schließkammer 15 steht in Strömungsverbindung mit dem Raum 6 zwischen der Innen­ und der Außenwandung 4, 5 über Kanäle 22, die durch den Um­ fangsteil 7 der Innenwandung hindurch verlaufen. Die Mündungen der Kanäle 22 zur Schließkammer 15 liegen in einem Bereich 23 des Umfangsteils 7 der Innenwandung, dessen eine Innenfläche zur Schließkammer einwärts gewandt liegt. Der Raum 6 ist über einen durch den Mittelteil 25 der Innenwandung 4 verlaufenden Kanal 24 zur Umgebung des Rotors gelüftet.
Eine Vielzahl koaxialer Trennteller 26 sind in der Trennkammer 14 angeordnet und werden von einem mittig angeordneten, soge­ nannten Verteiler 27 getragen, der auf dem unteren Rotorteil 2 aufsitzt. Die Trennkammer 14 hat einen Einlaß 28 im Verteiler 27 in der Nähe des unteren Rotorteils 2 und einen oder mehrere Auslässe 29 im Mittelteil 25 der Innenwandung 4.
Die Innenwandung 4 ist entlang ihres Umfangs mittels des Um­ fangsteils 7 radial gegen den Umfangsteil 3 des unteren Rotor­ teils 3 geführt. Hierzu sind die Umfangsteile 7 und 3 mit kreiszylindrischen Flächen 30 bzw. 31 versehen, die unterhalb der Auslaßöffnungen 16, 17 liegen. Die Außenwandung 5 ist radial gegen die Innenwandung 4 über zusammenwirkende zylin­ drische Flächen 32 und 33 am radial am weitesten innen liegen­ den Teil der Außenwandung 5 sowie über zusammenwirkende zylin­ drische Flächen 34, 35 am radial am weitesten außen liegenden Teil der Außenwandung 5 geführt.
Die Zentrifuge nach Fig. 1 arbeitet auf folgende Weise:
Beim Anlaufen der Zentrifuge wird der Auslaß 20 der Schließkam­ mer 15 durch das Betätigungsventil 21 geschlossen und dann der Schließkammer durch den Einlaß 19 Schließflüssigkeit zugeführt. Ein Teil der Schließflüssigkeit strömt aus der Schließkammer 15 durch die Kanäle 22 in den Raum 6 zwischen den Wandungen 4, 5 und füllt diesen bis zur Höhe des freien Flüssigkeitsspiegels in der Schließkammer 15. Alternativ kann dem Raum 6 zwischen den Wandungen Flüssigkeit von außerhalb des Rotors durch einen separaten Einlaß (nicht gezeigt) zugeführt werden, der zwischen der Innenwandung 4 und dem radial am weitesten innen liegenden Teil der Außenwandung 5 gebildet ist; die Kanäle 22 zwischen der Schließkammer und dem Raum 6 sind dann überflüssig.
Infolge der Drehung des Rotors entsteht in der Schließkammer 15 ein hydraulischer Druck, so daß der Schieber 13 im Rotor axial aufsteigt und den Durchlaß zwischen der Trennkammer 14 und den Austragöffnungen 16, 17 schließt. Weiterhin entsteht ein hy­ draulischer Druck im Raum 6 zwischen den Wandungen 4, 5, so daß auf die Innenwandung 4 eine axial abwärts gerichtete Kraft wirkt. Die radiale Ausdehnung des Raums 6 ist jedoch so, daß die axial abwärts gerichtete Kraft höher ist als die axial aufwärts gerichtete Kraft, die der Schieber 13 auf die Innen­ wandung 4 ausübt. Die resultierende axiale Abwärtskraft wirkt über den Umfangsteil 7 der Innenwandung 4 auf die Schulter 9 des Umfangsteils 3 des unteren Rotorteils 2. Bereits in diesem Zustand, wenn Flüssigkeit nur in der Schließkammer 15 und im Raum 6 vorliegt, haben die Außenwandung 5, der Verriegelungs­ ring 12 und der Umfangsteil 3 des unteren Rotorteils 2 ihre volle Last und Verformung erreicht.
Wird nun weiter das aufzutrennende flüssige Gemisch über den Einlaß 28 der Trennkammer 14 zugeführt, entsteht in der Trenn­ kammer ein hydraulischer Druck, der auf den Schieber 13 und die Innenwandung 4 wirkt und die vom Schieber auf die Innenwandung 4 ausgeübte axiale Aufwärtskraft verringert. Die Abnahme der auf der Innenwandung 4 lastenden Axialkraft wird genau ausge­ glichen durch die zusätzliche Axialkraft, die der Druck des flüssigen Gemischs auf die Innenwandung 4 ausübt. Die oben er­ wähnte abwärts gerichtete Axialkraft, die der Umfangsteil 7 auf die Schulter 9 des unteren Rotorteils 2 ausübt, bleibt also un­ verändert. Nur die Innenwandung 4 und der Schieber 13 haben ihren Verformungszustand verändert, während die Außenwandung 5, der Sperring 12 und der untere Rotorteil 2 ihren Verformungs­ zustand unverändert beibehalten.
Wird nun die Trennkammer 14 teilweise oder vollständig geleert, strömt über das Betätigungsventils 21 Schließflüssigkeit aus der Schließkammer und über die Auslaßöffnungen 16, 17 Flüssig­ keit aus der Trennkammer 14, so daß die freien Spiegel der Flüssigkeit in den Kammern 14, 15 sich zum größeren Rotorradius hin verschieben. Einwegventile oder Drosselstellen in den Kanälen 22 (nicht gezeigt) gewährleisten, daß die Flüssigkeit im Raum 76 zwischen den Wandungen 4, 5 während des kurzen Entleerungsvorgangs nicht über die Kanäle 22, die Schließkammer 15 und den Auslaß 20 aus dem Rotor ausströmt. Daher wird der Verformungzustand in der Außenwandung 5, im Verriegelungsring 12 und im Umfangsteil 3 des unteren Rotorsteils an der Auslaß­ öffnung 17 nicht beeinflußt.
Während des Ablassens sinken die hydraulischen Drücke in der Trennkammer 14 und der Schließkammer 15 erheblich ab, so daß die vom Umfangsteil 7 des Innenwandteils auf die Fläche 9 des Umfangsteils 3 des unteren Rotorteils 2 ausgeübte axiale Ab­ wärtskraft steigt, da der hydraulische Druck im Raum 6 zwischen den Wandungen 4, 5 im wesentlichen unverändert bleibt. In Ver­ bindung mit dem Entleeren werden also im Umfangsteil 7 der In­ nenwandung, die die Auslaßöffnungen 16 schwächen, unterschied­ liche Spannungen erzeugt. Diese unterschiedlichen Spannungen liegen jedoch hauptsächlich als Druckspannungen vor, die das Entstehen und das Wachsen von Ermüdungsrissen erschweren.
Da die radiale Führung des Umfangsteils 7 des Innenwandteils 4 auf dem Umfangsteil 3 des unteren Rotorteils über die kreis­ zylindrischen Flächen 30, 31 im unteren Teil 23 des Umfangs­ teils 7 und in der Nähe des Umfangsteils 3 erfolgt, um den Unterteil des unteren Rotorteils zu versteifen, erhält man eine günstige radiale Führung der Innenwandung des unteren Rotor­ teils auch im Betrieb der Trennvorrichtung, was die Gefahr eines Aufbauens schädlicher Schwingungen im Rotor verringert. Das Spiel zwischen den kreiszylindrischen Flächen 30, 31, die - zum Aufsetzen des Innenwandteils 4 auf den unteren Rotorteil 2 erforderlich sind, nimmt im Betrieb der Zentrifuge ab, da die dynamischen Kräfte, die bei der Rotordrehung auf die Umfangs­ teile 3, 7 wirken, den verhältnismäßig schwachen unteren Be­ reich 23 des Umfangsteils 7 radial weiter nach außen auslenken als den verhältnismäßig steifen Teils des Umfangsteils 3 im unteren Bereich des Rotorteils 2.
Die Fig. 2 zeigt einen Rotor, der sich von dem in Fig. 1 ge­ zeigten dadurch unterscheidet, daß die Innenwandung 4 a keinen abwärts verlängerten axialen Umfangsteil aufweist. Der Um­ fangsteil 3 a des unteren Rotorteils 2 a ist mit einem umlaufen­ den Vorsprung 36 ausgeführt, der axial aufwärts in eine Ringnut 37 in der Innenwandung 4 a hinein vorsteht, um letztere radial bezüglich des Umfangsteils 3 a zu führen. Die Innenwandung 4 a liegt mit dem Boden der Nut 37 auf der Fläche 38 des Vorsprungs 38 auf, wobei der Boden der Nut 37 in Axialrichtung zwischen den Auslaßöffnungen 17 a im Umfangsteil 3 a und dem Verriege­ lungsring 12 liegt. Auf diese Weise brauchen die Auslaßöffnun­ gen nur einfach auf herkömmliche Weise im Umfangsteil 3 a des unteren Rotorteils 2 a angeordnet zu sein. Der Umfangsteil 3 a erfährt jedoch an den Auslaßöffnungen beim Betrieb der Zentri­ fuge keine konstante Verformung; stattdessen entstehen dort im Umfangsteil 3 a beim intermittierenden Schlammaustrag veränder­ liche Spannungen. Die Ausführung der Kanäle 22 a zwischen der Schließkammer 15 a und dem Raum 6 zwischen den Wandungen 4 a, 5 wird komplizierter als beim Rotor nach Fig. 1, da die Kanäle 22 a durch sowohl den Umfangsteil 3 a als auch die Innenwandung 4 a verlaufen. Dadurch entsteht die Notwendigkeit einer zusätz­ lichen Dichtung am Übergang der Kanäle 22 a zwischen dem Um­ fangsteil 3 a und der Innenwandung 4 a.
Die Fig. 3 zeigt einen Rotor, der sich von dem in Fig. 1 ge­ zeigten dadurch unterscheidet, daß der untere Rotorteil 2 b mit einer Ringnut 39 ausgeführt ist, in der der Umfangsteil 7 der Innenwandung 7 mit seinem Ende 23 axial bewegbar ist. Die In­ nenwandung 4 sitzt auf dem unteren Rotorteil 2 b über die koaxi­ alen Trennteller 26 und den Verteiler 27 auf. Auf diese Weise bleibt die bei arbeitender Zentrifuge in der Außenwandung 5, im Verriegelungsrings 12 und im Umfangsteil 3 b des unteren Rotor­ teils 2 b entstehende Verformung konstant.
Die Fig. 4 zeigt einen Rotor, der sich von dem in Fig. 2 ge­ zeigten durch eine modifizierte Ausführung des Verteilers 27 c und der Innenwandung 4 c unterscheidet. Letztere sitzt auf dem unteren Rotorteil 2 a über den Verteiler 27 c mittels eines Mit­ telteils 40 auf, der sich seinerseits auf dem oberen Ende des Verteilers abstützt. Die Nut 37 c in der Innenwandung 4 c ist so tief ausgeführt, daß zwischen ihrem Boden und dem Vorsprung 36 ein Spalt verbleibt und so der Umfangsteil der Innenwandung des Umfangsteils 4 c nicht auf dem Umfangsteil 3 a des unteren Rotor­ teils aufsitzt. Auch in dieser Ausführungsform des Rotors er­ gibt sich im Betrieb der Zentrifuge in der Außenwandung 5, im Verriegelungsring 12 und im Umfangsteil 3 a des unteren Rotor­ teils 2 a eine konstante Verformung.
Alternativ kann der in Fig. 3 gezeigte Rotor mit einer Innen­ wandung ohne den axial abwärts verlängerten Umfangsteil aus­ geführt werden, der oben für den in Fig. 4 gezeigten Rotor be­ schrieben ist.
Weiterhin kann beim Rotor der Fig. 4 die Innenwandung mit einem abwärts verlängerten axialen Umfangsteil entsprechend der oben für den Rotor nach Fig. 3 beschriebenen Anordnung ausgeführt werden.
Die Erfindung ist auch anwendbar auf diejenige Art einer Zen­ trifuge, bei der ein interner, axial verschiebbarer Schieber zum Schließen und Öffnen der Austragöffnungen fehlt. Bspw. können die Austragöffnungen einer solchen Zentrifuge inter­ mittierend mittels einer Einrichtung geöffnet werden, die sich außerhalb der Trennkammer befindet. Zweckmäßigerweise wird in diesem Fall Flüssigkeit einem Raum zwischen den koaxialen Wandungen von außerhalb des Rotors über einen Einlaß zugeführt, den man zwischen der Innenwandung und dem radial am weitesten innen liegenden Teil der Außenwandung ausbildet.
Sämtliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Zentrifuge, die die Zeichnungen zeigen, sind mit einer Verriegelungsein­ richtung in Form eines Gewinderings ausgeführt, der den radial äußeren Teil der Außenwandung mit dem radial äußeren Umfangs­ teil des unteren Rotorteils versperrt. Als mögliche Alternative kann jedoch die Verriegelungseinrichtung zentral angeordnet sein, so daß sie den radial am weitesten innen liegenden Teil der Außenwandung mit einer zentralen Säule im Rotor versperrt, die ihrerseits mit dem unteren Rotorteil verkoppelt ist. Bei dieser Alternative erfährt ebenfalls die Verriegelungseinrich­ tung im Betrieb der Zentrifuge eine konstante Verformung. Die Verriegelungseinrichtung braucht dabei kein separates Element zu sein; es kann sich dabei um ein Gewinde auf bzw. in den Rotorteilen 1, 2 handeln.

Claims (14)

1. Zentrifuge mit einem Rotor mit zwei separaten koaxialen Rotorteilen (1, 2, 2 a, 2 b) sowie einer Einrichtung (12), um diese axial miteinander zu verriegeln, einer im Rotor zwischen den koaxialen Rotorteilen gebildeten Trennkammer (14) zur Auf­ nahme eines flüssigen Gemischs aus unterschiedlichen, durch die Rotordrehung zu trennenden Komponenten, und einer Einrichtung (13, 16, 17, 17 a) zum Austragen einer abgetrennten Komponente aus der Trennkammer während der Rotordrehung, wobei in der Trennkammer ein variierender Flüssigkeitsdruck auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - einer (1) der Rotorteile eine innere und eine äußere Wan­ dung (4, 4 a, 4 c bzw. 5) aufweist, die koaxial miteinander ange­ ordnet sind,
  • - die innere Wandung (4, 4 a, 4 c) sich axial auf dem anderen Rotorteil (2, 2 a, 2 b) abstützt,
  • - die axiale Verriegelungseinrichtung (12) die Außenwandung (5) mit dem anderen Rotorteil (2, 2 a, 2 b) verbindet,
  • - ein Raum (6) zwischen den beiden Wandungen 4, 4a, 4c; 5) gebildet ist, und
  • - eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei arbeitender Zen­ trifuge im Raum (6) zwischen den Wandungen (4, 4 a, 4 c; 5) eine Kraft von im wesentlichen konstanter Höhe erzeugt, die im Sinne einer axialen Trennung auf die Wandungen wirkt.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die bei arbeitender Zentrifuge die genannte Kraft erzeugende Einrichtung eine Flüssigkeit ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens bei stehendem Rotor eine axiale Verriegelungseinrichtung (12) die Außen­ wandung (5) über zusammenwirkende Flächen (10, 11, 11 a, 11 c) auf diesen auf die Innenwandung (4, 4 a, 4 c) und damit die Innenwandung auf den anderen Rotorteil (2, 2 a, 2 b) drückt.
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß der andere Rotorteil (2, 2 a, 2 b) einen Umfangsteil (3, 3 a, 3 b) hat, der einen Umfangsteil (7) der Innenwandung (4, 4 a, 4 c) umgreift.
5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axiale Verriegelungseinrichtung (12) die Außenwandung (5) mit dem Umfangsteil (3, 3 a, 3 b) des ande­ ren Rotorteils (2, 2 a, 2 b) verbindet.
6. Zentrifuge nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einrichtung zum Austragen der abgetrennten Fraktion Austragöffnungen (17, 17 a, 17 b) im Umfangsteil (3, 3 a, 3 b) des anderen Rotorteils (2, 2 a, 2 b) sowie einen axial bewegbaren Schieber (13) aufweist, der zwischen den Rotorteilen (1, 2, 2 a, 2 b) liegt und die Aus­ tragöffnungen (17, 17 a, 17 b) öffnen und schließen kann.
7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Schließkammer (15, 15 a, 15 b) zwi­ schen dem Schieber (13) und dem anderen Rotorteil (2, 2 a, 2 b) gebildet ist und mit dem Raum (6) zwischen der Innen- und der Außenwandung (4, 4 a, 4 c, 5) über mindestens einen Kanal (22, 22 a) in Strömungsverbindung steht.
8. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kanal (22 a) durch den Umfangsteil (3 a) des anderen Rotorteils verläuft.
9. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Umfangsteil (7) der Innenwandung (4) axial über die Austragöffnungen (17, 17 b) im Umfangsteil (3, 3 b) des anderen Rotorteils (2, 2 b) hinaus vorsteht und entspre­ chende, mit diesen fluchtende Austragöffnungen (16) enthält.
10. Zentrifuge -Trennvorrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß eine Schließkammer (15, 15 b) zwischen dem Schieber (13) und dem anderen Rotorteil (2, 2 b) gebildet ist und mit dem Raum (6) zwischen der Innen- und der Außenwandung (4, 5) über mindestens einen Kanal (22) in Strömungsverbindung steht, der durch den Umfangsteil (7) der Innenwandung (7) verläuft.
11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 4 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Innenwandung (4, 4 a) sich axial auf einer Schulter (9, 38) auf dem Umfangs­ teil (3, 3 a) des anderen Rotorteils abstützt.
12. Zentrifuge nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen-wandung (4) mit­ tels einer Stirnfläche (8) auf ihrem Umfangsteil (7), die an den Austragöffnungen (17) im Umfangsteil (3) des anderen Rotorteils (2) vorbeiverläuft, axial auf einem Absatz (9) des Umfangsteils (3) des anderen Rotorteils aufliegt, und daß Aus­ tragöffnungen (17) im Umfangsteil (3) des anderen Rotorteils (2) axial zwischen der Verriegelungseinrichtung (12) und den letzerwähnten Stirn- bzw. Absatzflächen (8, 9) liegen.
13. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer Vielzahl in der Trennkammer (14) koaxial um die Rotorwelle herum angeordneter konischer Trenntellern (26), dadurch gekennzeichnet, daß die Innen­ wandung (4) über die Trennteller (26) axial auf dem anderen Rotorteil (2 b) aufsitzt.
14. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einer zentralen axialen Säule (27 c), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Innenwandung (4 c) über die Säule axial auf dem anderen Rotorteil (2 a) abgestützt ist.
DE3803762A 1987-02-09 1988-02-08 Zentrifuge Withdrawn DE3803762A1 (de)

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