DE4210660C2 - Zentrifuge - Google Patents
ZentrifugeInfo
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- DE4210660C2 DE4210660C2 DE19924210660 DE4210660A DE4210660C2 DE 4210660 C2 DE4210660 C2 DE 4210660C2 DE 19924210660 DE19924210660 DE 19924210660 DE 4210660 A DE4210660 A DE 4210660A DE 4210660 C2 DE4210660 C2 DE 4210660C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
- B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B7/00—Elements of centrifuges
- B04B7/08—Rotary bowls
- B04B7/12—Inserts, e.g. armouring plates
- B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge
mit den Merkmalen des
Oberbegriffs von Anspruch 1.
Derartige Zentrifugen sind unter anderem in der DE-GM 17 55 388
beschrieben worden. Bei diesen bekannten Zentrifugen
dient ein umlaufendes Zellenrad als kontinuierliche Vorrich
tung zum Ausräumen des im radialen Außenbereich der Schleu
derkammer der Zentrifuge sich ansammelnden Gutes. Bei
diesen bekannten Zentrifugen, insbesondere deren
Austrags- oder Ausräumvorrichtungen, ist unter
anderem beim Entwässern von zu zentrifu
gierenden Gütern mit geringem Feststoffgehalt, der ange
strebte hohe Entwässerungsgrad nicht gewährleistet, weil
ein Teil der Flüssigkeit in die Zellen des Zellenrades ein
dringt und hierdurch in den Auffangraum für das Festgut ge
langt. Derartige Zentrifugen sind
in der Regel nur für die konkrete Tren
nungsaufgabe, für welche sie konzipiert sind, einsetzbar.
Bei diesen Zentrifugen handelt es sich um sehr spe
zialisierte und insoweit kostspielige Spezialvorrichtungen.
Bei den bekannten Zentrifugen wird
das zu zentrifugierende Gut nicht
immer in dem gewünschten Maß geschont. Die Gefahr
von Strukturveränderungen des zu zentrifugierenden Gutes
aufgrund hoher wirksam werdender Scherkräfte o. dgl. be
steht.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei
einer Zentrifuge der eingangs genannten Art
eine Austrags- oder Ausräumvorrichtung für eine derartige
Zentrifuge zu schaffen, die besonders vielseitig einsetzbar
ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Zentrifuge mit den Merk
malen des Anspruchs 1 vorgeschla
gen. Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, bei einer
gattungsgemäßen Zentrifuge bzw. Austrags- oder Ausräumvor
richtung für eine derartige Zentrifuge das radial innerhalb
des des zweiten Rotorteiles umlaufende innere erste Rotor
teil und das das zweite Rotorteil außen umschließende Ver
schließelement mit den Entleerungsfenstern gleich schnell
umlaufen zu lassen, so daß das zweite Rotorteil, welches im
gleichen Drehsinn, aber mit von dem inneren ersten Rotorteil
abweichender Geschwindigkeit umläuft, das in die Zellen des
zweiten Rotorteils eintretende zu zentrifugierende Gut an in
Bezug auf die Austrittsöffnungen der Schleuderkammer räum
lich genau festliegenden Stellen und nach vorgebbaren Ver
weildauern in den Zellen des zweiten Rotorteils aus den Ent
leerungsfenstern des Verschließelementes abwirft. Auf diese
Weise ist eine sehr gleichmäßige Trennwirkung und ein ver
gleichsweise hoher Entmischungsgrad der Zentrifuge erreich
bar. Außerdem kann durch Änderung der Relativgeschwindigkeit
zwischen dem zweiten Rotorteil einerseits und dem inneren
ersten Rotorteil sowie dem als Außenmantel dienenden Ver
schließelement andererseits eine sehr feinfühlige Anpassung
an die jeweils zu bewirkende Stofftrennung erreicht werden.
Es können sogar Konzentrationsänderungen im Zulauf der Zen
trifuge berücksichtigt werden.
Durch die Gestaltung des ersten Rotorteils
als Zylindermantel und das Vorsehen eines auf der radialen
Innenseite des ersten Rotorteils, mit dem zweiten Rotorteil
gleich schnell umlaufenden, mit den Zellen des zweiten Ro
torteils fluchtende Durchbrechungen aufweisenden dritten
Rotorteils wird erreicht, daß die Zellen des zweiten Rotor
teils sehr schnell sehr vollständig sowie gleichmäßig mit
dem aus der Schleuderkammer auszutragenden Gut gefüllt wer
den können, sobald sie in Überdeckung mit einer Austritts
öffnung der Schleuderkammer gelangen. Es kann nämlich je
weils ausreichend viel Zeit dafür zur Verfügung gestellt
werden, daß sich in den Durchbrechungen des dritten Rotor
teils der auszutragende Stoff während vergleichsweise langer
Zeitspannen ansammeln kann, bevor die jeweilige, zellenarti
ge Durchbrechung des dritten Rotorteils einer Austrittsöff
nung des ersten Rotorteils in Überdeckung gelangt. Hierdurch
ist es möglich, einen annähernd kontinuierlichen Gutaustrag
bei einem relativ hohen Grad der Stofftrennung zu realisie
ren und gleichwohl eine relativ einfache Anpassung an die
verschiedensten Trennaufgaben mit einer einzigen Zentrifuge
zu ermöglichen, indem die Relativgeschwindigkeit des zweiten
Rotorteils bezüglich des inneren ersten Rotorteils verändert
wird. Ebenso ist es auf konstruktiv sehr einfache Weise mög
lich, bei ein und derselben Zentrifuge das zweite Rotorteil
wie auch das dritte Rotorteil gegen solche mit Zellen ande
rer Größe und/oder anderer Vielzahl auszutauschen, um damit
den Anwendungsbereich der Zentrifuge noch weiter zu vergrö
ßern. - Es versteht sich, daß das vorerwähnte dritte Rotor
teil, insbesondere gemäß Merkmal h) des Anspruchs 1 auch bei
solchen Zentrifugen bzw. Austrags- bzw. Ausräumeinrichtungen
für derartige Zentrifugen verwendbar ist, bei denen die Um
laufgeschwindigkeit des zweiten Rotorteils nur während be
stimmter Zeitspannen von der Umlaufgeschwindigkeit des inne
ren ersten Rotorteils verschieden ist und/oder bei denen das
als äußerer Mantel dienende Verschließelement mit den Ent
leerungsfenstern nicht bzw. nicht ständig mit der gleichen
Geschwindigkeit wie das innere erste Rotorteil umläuft.
Mit einer derartigen Zentrifuge bzw. einer Austrags-
bzw. Ausräumvorrichtung für eine derartige Zentrifuge kann
die Zentrifugieraufgabe (Klären, Klassieren, Eindicken, Ent
wässern o. dgl. ) problemlos variiert werden. Es ist ferner
möglich, die Zentrifuge in Abhängigkeit von der Zulauf- und
Ablaufcharakteristik des zu zentrifugierenden Gutes zu steu
ern. Die an dem zu zentrifugierenden Gut angreifenden Scher
kräfte können vergleichsweise klein gehalten werden. Es kön
nen die verschiedensten Zentrifugieraufgaben für die Tren
nung von Mehrstoffsystemen, wie "fest-flüssig", "flüssig-
flüssig" erfüllt werden. Eine derartige selbstent
leerende Zentrifuge kann als Universalmaschine für die unter
schiedlichsten Trennaufgaben eingesetzt werden, wie z. B.
die Aufkonzentrierung und Trennung von Feststoffen aus Sus
pensionen, die Trennung von Flüssigkeitsphasen bei gleich
zeitiger Abscheidung von Feststoffen, die Klärung von flüs
sigen Medien, die Entwässerung von Schlämmen und so fort.
Als Anwendungsgebiete kommen unter anderem der Umwelt-,
Nahrungsmittel-, Getränke-, Pharmazie- und Chemiezweig sowie
andere Industriezweige in Betracht. Einige chemische Produk
te, wie z. B. Polyolefine, Titandioxyde, Ascorbinsäure,
Kalium-Düngemittel u. a., können in industriellem Maßstab
praktisch nur unter Einsatz von Zentrifugen hergestellt
werden. Die gleiche unersetzliche Rollen spielen Zentrifu
gal-Separatoren auch in der mikrobiologischen Industrie oder
für die Reinigung ölhaltiger Zuschläge. Die
Zentrifuge ist auch bei schwer trennbaren Systemen einsetz
bar und kann gewünschtenfalls gleichzeitig eine Trennung in
drei Endprodukte vornehmen. Die Entleerung der schwersten
Phase aus der Zentrifuge vollzieht sich bei voller Drehzahl,
welche z. B. bei 15.000 Umdrehungen/Min. liegen kann. Durch
diese zugleich schonende und quasi kontinuierliche Entlee
rung des Schleudergutes wird der Trennprozeß in der Rotor
kammer (Schleuderkammer) so gut wie nicht beeinträchtigt.
Eine derartige Zentrifuge ist aber nicht nur univer
sell anwendbar, kontinuierlich betreibbar, in hohem Maße an
Prozeßparameter optimierbar, sondern auch vergleichsweise
einfach herstellbar, bedienbar und zu warten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen, die
insbesondere eine hohe Anpassbarkeit an das zu lösende Tren
nungsproblem sowie eine vergleichsweise ausgeprägte Stoff
trennung gewährleisten, sind in den Unteransprüchen enthal
ten.
Die
zu verwen
denden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung,
Materialauswahl und technischen Konzeption bzw. den Verfah
rensbedingungen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so
daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Aus
wahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. In der
Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Zentrifuge im Axialschnitt (Schnitt entlang
der Linie I-I gemäß Fig. 2);
Fig. 2 dieselbe Zentrifuge im Radialschnitt (Schnitt ent
lang der Linie II-II gemäß Fig. 1) sowie
Fig. 3 von einer Zentrifuge gemäß Fig. 1 und 2 eine sche
matische, maßstabsmäßig stark verzerrte, da axial
auseinandergezogene Darstellung eines Tellerpake
tes.
Gemäß Fig. 1 weist die Zentrifuge einen allgemein mit 100
bezeichneten Rotor auf. Der Rotor 100 besteht aus zwei un
terschiedlich schnell, aber gleichsinnig koaxial um die Ro
torachse umlaufenden Rotorteilen 10 und 20. Das erste Ro
torteil 10 ist als zylindrischer Mantel, z. B. aus Metall,
keramischem Werkstoff oder Kunststoff gestaltet und mit drei
großflächigen, über den Umfang gleich verteilt angeordneten
Austrittsöffnungen 12 versehen. Letztere haben einen etwa
rechteckigen Querschnitt und sind in Achsrichtung des Rotors
so hoch wie möglich; ihre Breite nimmt (wie Fig. 2 zeigt)
einen Winkel von jeweils etwa 50°, bezogen auf die Rotormit
te, ein. An seiner zylindrischen Außenwandung 11 wird das
erste Rotorteil 10 von einer zylindrischen Innenwandung 23
des zweiten Rotorteils 20 - möglichst ohne radiales Spiel,
aber eine gegenseitige Verdrehung der beiden Rotorteile
zueinander gestattend - umgeben. Entsprechendes gilt für die
zylindrische Innenwandung 13 des ersten Rotorteils 10, an
der mit dem für eine gegenseitige Verdrehung erforderlichen
radialen Spiel eine Außenwandung 31 eines dritten Rotorteils
30 dicht vorbeiläuft. Die Austrittsöffnungen 12 des ersten
Rotorteils 10 können grundsätzlich einen frei wählbaren
Querschnitt haben. Es ist u. a. für gewisse Anwendungsfälle
auch denkbar, die im wesentlichen in Achsrichtung des Rotors
verlaufenden Seitenränder der Austrittsöffnungen 12 mit
einem bestimmten Winkel von z. B. 1° bis 45° bezüglich der
Rotorachse aus der Parallelstellung heraus zu neigen. Im
übrigen ist an dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 vorgese
hen, zumindest die in im wesentlichen axialer Richtung sich
erstreckenden Begrenzungsränder der Austrittsöffnungen 12
des ersten Rotorteils 1 in Bezug auf die Radialrichtung
schräg verlaufen zu lassen; derartige schräge Kanten sind in
Fig. 2 mit 12a bezeichnet. Wahlweise kann auch die gegen
überliegende Kante 12b schräg verlaufen. Die Schrägstellung
ist jeweils nach außen gesehen konisch zulaufend vorgesehen.
Diese Schrägstellung erleichtert den noch zu erläuternden
Übertritt des auszutragenden Gutes von dem Rotorteil 30 in
das Rotorteil 20 bzw. kann zum Abschälen des auszutragenden
Gutes genutzt werden, sobald sich die noch zu erläuternden
Zellen 22 des zweiten Rotorteils 20 hinter die Außenwandung
11 des ersten Rotorteils 10 schieben; z. B. kann ein sedimen
tierter Kuchen vom messerartig wirkenden Rotorteil 10 da
durch leichter durchschnitten werden.
Das erste Rotorteil 10 ist bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel einstückig mit einem Gehäusedeckel 51
verbunden, welcher gemeinsam mit einem Gehäuseboden 52 und
einer radialen Verschließwand 41 eine Rotorkammer (Schleu
derkammer 50) umschließt. Der Gehäusedeckel 51, der Gehäuse
boden 52 und die Verschließwand 41 können z. B. mit außen
angebrachten Klammern oder sonstigen Mitteln verbunden sein.
Dabei kann der Gehäusedeckel oder der Gehäuseboden topfför
mig ausgebildet und mit der Verschließwand 41 einstückig
verbunden sein. Mithin laufen das erste Rotorteil 10 und die
ein Verschließelement 40 bildenden Verschließwände 41 mit
den darin vorgesehenen Entleerungsfenstern 42 gleich schnell
um. Der Drehantrieb erfolgt am Gehäuseboden 52 mittels
Treibriemenscheiben 53.
Das zweite Rotorteil 20 des Rotors 100 ist als sogenanntes
Zellenrad ausgebildet und besitzt eine die Außenwandung 11
des ersten Rotorteils 10 eng umhüllende kreiszylindrische
Innenwandung 23 sowie eine dazu parallel verlaufende Außen
wandung 21. Die Zellen 22 sind an mindestens zwei symme
trisch über den Umfang des zweiten Rotorteils 20 verteilten
Stellen angeordnet und mit radial innen liegenden Einlaßöff
nungen 22A und radial außen liegenden Auslaßöffnungen 22B
versehen. Die Zahl der Zellen 22 des zweiten Rotorteils 20
überwiegt die Zahl der Austrittsöffnungen 12 des ersten
Rotorteils 10 deutlich. Die Zahl, Größe und Anordnung der
Zellen 22 ist so vorgesehen, daß mindestens etwa vier, in
Umfangsrichtung hintereinander angeordnete Zellen 22 jede
Austrittsöffnung 12 des ersten Rotorteils 10 gleichzeitig
überdecken können. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausfüh
rungsbeispiel überdecken jeweils vier Zellen 22 des zweiten
Rotorteils 20 jede der drei Austrittsöffnungen 12 des ersten
Rotorteils 10. Dementsprechend werden jeweils fünf Zellen 22
des zweiten Rotorteils 20 von der Außenwandung 11 des ersten
Rotorteils 10 gleichzeitig überdeckt. Durch ersteres ist
eine höchst vollständige Füllung der Zellen 22 mit dem aus
zutragenden Gut und damit eine möglichst weitgehende Ver
drängung von nicht auszutragendem Gut bei gleichzeitig hoher
Austragsrate gewährleistet. Durch zweiteres wird ohne großen
technischen Aufwand eine sehr gute Abdichtung zwischen der
Schleuderkammer 50 und den Entleerungsfenstern 42 gewähr
leistet. Die Dichte der Zellen, d. h. ihre Anzahl pro Um
fangslängeneinheit, ist etwa zwei- bis dreimal so groß wie
zeichnerisch dargestellt.
Die Querschnitte der Zellen 22 sind in dem dargestellten
Ausführungsbeispiel rechteckig, wobei die in Axialrichtung
des Rotors gesehene Höhe der Zellen 22 genauso groß wie
entsprechende Höhe der Austrittsöffnungen 12 des ersten
Rotorteils 10 ist.
Das den äußeren Mantel des Rotors 100 bildende, im Ausfüh
rungsbeispiel kreisringförmig und zylindrisch gestaltete Ver
schließelement 40, welches - wie erwähnt - einen Teil des
die Schleuderkammer 50 umschließenden Gehäuses bildet, ist
von den Entleerungsfenstern 42 durchbrochen, die wiederum
einen rechteckigen, mit den Zellen 22 des zweiten Rotorteils
20 und mit deren Auslaßöffnungen 22B im wesentlichen identi
schen Querschnitt aufweisen können und so angeordnet sind,
daß - wie auch schon zwischen dem ersten Rotorteil 10 und
dem zweiten Rotorteil 20 - eine praktisch vollständige Über
deckung der benachbarten Öffnungen möglich ist, so daß sich
die Entleerung der Zellen 22 möglichst problemlos gestaltet.
Es ist grundsätzlich aber auch möglich, daß die Entleerungs
fenster 42 nicht radial, sondern axial oder schräg im Ver
schließelement 40 verlaufen. Derartige Anordnungsmöglichkei
ten sind aus der DE 34 09 107 C2 des Anmelders bekannt.
Zwischen der Außenwandung 21 des zweiten Rotorteils 20 und
der Innenwandung 43 des Verschließelementes 40 ist wiederum
möglichst kein radiales Spiel vorgesehen; trotz relativ
guter Abdichtung der Zellen 22 sollen aber keine allzu hohen
Reibungswiderstände zwischen den sich relativ zueinander
bewegenden Teilen entstehen.
Das dritte Rotorteil 30 ist gemäß dem in Fig. 1 und 2 dar
gestellten Ausführungsbeispiel als ein dem zweiten Rotorteil
20 weitgehend entsprechendes Zellenrad ausgebildet.
Als Antrieb des zweiten Rotorteils 20 und des mit diesem
gleich schnell umlaufenden dritten Rotorteils 30 dient ein,
im wesentlichen konisch gestalteter, mit einer etwa parabo
lisch geformten Oberfläche 61 versehener Antriebsteller 60,
dessen topfförmig, koaxial doppelwandig gestalteter Außen
rand die beiden Rotoren 20 und 30 trägt. Der Teller 60 ist
über eine im Gehäuseboden 52 der Schleuderkammer 50 doppelt
drehgelagerte Welle 62 und damit drehfest verbundene Riemen
scheiben 63 mit vom ersten Rotorteil 10 unterschiedlicher,
beispielsweise variabler Drehzahl antreibbar.
Zur Führung der freien Stirnenden der Rotorteile 10, 20 und
30 sind kreisringförmige Nuten 14, 24, 34 und Gleitringe 15,
25, 35 vorgesehen. Die zur Führung des ersten Rotorteils 10
vorgesehene Nut 14 und der Gleitring 15 sind an der Periphe
rie des Tellers 60 am Fuße des radialen Abstandsspaltes zwi
schen dem zweiten 20 und dritten Rotorteil 30 vorgesehen.
Entsprechend sind die Nuten 24 und 34 sowie die Gleitringe
25 und 35 für das zweite 20 bzw. dritte Rotorteil 30 seit
lich der Wurzel des ersten Rotorteils 10 im Gehäusedeckel 51
vorgesehen.
Damit die Reibung zwischen den einzelnen Rotorteilen mög
lichst gering ist und dennoch die wegen der hohen Fliehkräf
te erforderliche gegenseitige gute Abdichtung gelingt, kön
nen benachbarte Rotorteile aus unterschiedlichen Werkstoffen
hergestellt sein, wie z. B. Edelstahl einerseits und selbst
schmierender Kunststoff andererseits.
Die Betriebsweise einer derartigen Zentrifuge bzw. der dies
bezüglichen Austrags- oder Ausräumvorrichtung ergibt sich
aus der vorangehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels.
Im übrigen ist aus Fig. 1 und 2 entnehmbar, daß das zu zen
trifugierende Gut über ein Zuführrohr 54 an der der Welle 62
gegenüberliegenden Rotorseite zentral und in Achsrichtung
der Schleuderkammer 50 zugeführt wird, wobei es entlang der
Oberfläche 61 des Tellers 60 strömt. Durch die Zentrifugal
kraft setzt sich in der Schleuderkammer 50 das schwerere Gut
im radialen Außenbereich der Schleuderkammer 50 ab, während
das spezifisch leichtere Gut einerseits zwischen den feinen
Spalten 71 eines Tellerpaketes 70 und andererseits entlang
der beispielsweise parabolisch geformten Innenwand 55 des
Gehäusedeckels 51 abströmt. Auf diese Weise können an der
Zutrittsseite des Rotors für das zu zentrifugierende Gut
Zentrifugatströme 56 und 57 unterschiedlicher Dichte aus der
Schleuderkammer 50 abgeführt werden.
Die spezifisch schwersten Bestandteile des zu zentrifugie
renden Gutes sammeln sich zunächst in dem radial äußersten
Ringraumbereich der Schleuderkammer 50. Dies ist in Fig. 2
lediglich in der linken Bildhälfte dargestellt. Diese Be
standteile des zu zentrifugierenden Gutes sammeln sich all
mählich in den Durchbrechungen 32 des dritten Rotorteils 30.
Dies geschieht während derjenigen Zeitspanne, in der die
Außenwandung 31 des dritten Rotorteils 30 von der Innenwan
dung 13 des ersten Rotorteils 10 überdeckt ist. Durch die
unterschiedliche Drehzahl des zweiten Rotorteils 20 und
dritten Rotorteils 30 einerseits sowie des ersten Rotorteils
10 und des Verschließelementes 40 andererseits, wandern die
mit dem auszutragenden Gut vorgefüllten Durchbrechungen 32
des dritten Rotorteils 30 sukzessive den Austrittsöffnungen
12 des ersten Rotorteils 10 entgegen. An der schrägen Kante
12A oder 12B (je nachdem welcher der Rotoren der schnellere
ist) entleert sich der Inhalt einer Durchbrechung 32 nach
der anderen, indem die spezifisch schwereren Bestandteile
schneller als die spezifisch leichteren Bestandteile nach
radial außen in die Austrittsöffnung 12 und nachfolgend in
die radial dahinter liegende Zelle 22 drängen. Dieser Vor
gang ist in Fig. 2 links im Bild dargestellt. Während der
ganzen Zeit, in der eine Zelle 22 des zweiten Rotorteils 20
mit der Austrittsöffnung 12 des ersten Rotorteils 10 in
Überdeckung ist, setzt sich der Vorgang der Anreicherung
spezifisch schwererer Bestandteile des zu zentrifugierenden
Gutes in den Zellen 22 fort, wobei die in Drehrichtung vor
derste Zelle 22 jeweils vollständiger mit dem spezifisch
schwersten Gut gefüllt ist, als die ihr nacheilenden Zellen
22. Entsprechendes gilt für die Durchbrechungen 32 während
des Zeitabschnittes, in welchem sie von der Innenwandung 13
des ersten Rotorteils 10 überdeckt sind. Die Zellen 22 ver
schwinden nachfolgend eine nach der anderen auf der radialen
Außenseite des ersten Rotorteils 10, wo sie sich auf das
nächste Entleerungsfenster 42 des Verschließelementes 40 hin
bewegen, um dort ihren Inhalt nach außerhalb des Rotors 100
abzuschleudern. Die auf diese Weise vollständig entleerten
Zellen 22 schieben sich dann zwischen der Innenwandung 43
des Verschließelementes 40 und der Außenwandung 11 des er
sten Rotorteils 10 in Richtung auf die nächste Austritts
öffnung 12 des ersten Rotorteils 10 vor, wo der nächste
Füllvorgang der betreffenden Zelle beginnt. - In Fig. 2 sind
die spezifisch schwersten Bestandteile des Schleudergutes
als Punkte dargestellt, in der rechten Bildhälfte der Über
sichtlichkeit halber allerdings fortgelassen.
Die beschriebene Austrags- oder Ausräumvorrichtung der Zen
trifuge kann bei einer Tellerzentrifuge eingesetzt werden.
Tellerzentrifugen, auch Separatoren genannt, dienen zur
Trennung von Flüssigkeitesgemischen, z. B. zum Entrahmen von
Milch. Sie haben bei bekannten Zentrifugen bis etwa einhun
dert übereinander liegende konische Teller mit einem Winkel
von 30° bis 40° zur Achse. Der Teller-Abstand beträgt einige
zehntel Millimeter. Das Flüssigkeitsgemisch gelangt in die
Spalten des Tellerpakets, die schwerste Phase, z. B. Mager
milch, wird an die Außenseite geschleudert, die leichtere,
z. B. Rahm, an die Innenseite gedrängt; beide werden kon
tinuierlich abgezogen. Bei dem in den Fig. 1 bis 3 darge
stellten Ausführungsbeispiel wird ein abgeändertes Tellerpa
ket 70 verwendet. Im Unterschied zu den bekannten Tellerpa
keten sind die Teller 72 parabolisch durchgebogen. Alterna
tiv ist vorgesehen, daß die Teller 72 gemeinsam eine Spirale
bilden, wie sie in Fig. 3 schematisch und maßstäblich stark
verzerrt dargestellt ist. Weiterhin ist alternativ vorgese
hen, daß sich die Spaltbreite 73 von der als Eintritt die
nenden radialen Außenseite des Tellerpaketes 70 zum radialen
Innenrand des Paketes 70 hin von einem Wert h max. auf einen
Wert h min. vermindern. Weiterhin ist alternativ vorgesehen,
in den Tellern 72 auf dem Umfang gleich verteilt, im Quer
schnitt beispielsweise elliptische, mit der großen Ellip
senachse vorzugsweise in Umfangsrichtung weisende Durchbre
chungen 74 anzuordnen.
Weiterhin ist alternativ vorgesehen, daß die spiralförmige
Austrittsöffnung 75 des Tellerpaketes 70 an dessen radialer
Innenseite vom innersten, dem Antriebsteller 60 nächstgele
genen Teller 72 des Tellerpaketes 70 aus beginnend an in
Achsrichtung gesehener Breite zu dem anderen Spiralende hin
immer mehr zunimmt.
Die Teller 72 des Tellerpaketes 70 können z. B. aus Alumini
um und/oder Kunststoff geformt sein. Ihr gegenseitiger Ab
stand ist vom Einsatzzweck des Separators abhängig und kann
z. B. zwischen 0,5 und 20 mm variieren.
Durch dieses Tellerpaket 70 wird u. a. erreicht, daß die
Flüssigkeitsströmung im Tellerpaket 70 einen zur Auslaßseite
hin gerichteten kontinuierlichen spiralförmigen Weg zurück
legt. Die Verweildauer des zu zentrifugierenden Gutes in
nerhalb des Tellerpaketes 70 ist daher vergleichsweise groß.
Die Zentrifugalkräfte ändern sich entlang dieses Weges.
Durch die elliptischen Durchbrechungen 74 entstehen Wirbel
innerhalb der ansonsten spiralförmigen Strömung, wodurch
kleinste Partikel bzw. spezifisch schwerere Bestandteile aus
dem Tellerpaket 70 wieder nach radial außen entfernt werden
können. Diese Strömungsvorgänge sind in den Fig. 1 und 2
durch Strömungspfeile und Strömungslinien schematisch darge
stellt.
Durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen werden die Zentri
fugal- und hydraulischen Kräfte für die Erhöhung der Selek
tivität des Abscheiders wirkungsvoll genutzt. Außerdem wer
den Scherkräfte in den kritischen Übergangszonen zwischen
der Schleuderkammer 50 und dem Tellerpaket 70 vermindert und
damit das zu zentrifugierende Gut besonders gut geschont.
Das Tellerpaket 70 ist von ausreichend starken, ebenfalls
tellerförmigen Wänden (Außenwand 76 und Innenwand 77) gehäu
seähnlich umfaßt, wobei Befestigungselemente 78 und 79 eine
Befestigung des Tellerpaketes 70 am Antriebsteller 60 sowie
die Bildung der Eintrittsspalträume 64 und der Austritts
spalträume 65 auf der Unter- bzw. Oberseite des Tellerpake
tes 70 gestatten.
10
erstes Rotorteil
11
Außenwandung
12
Austrittsöffnungen
12
Aschräge Kante
12
Bschräge Kante
13
Innenwandung
14
Nut
15
Gleitring
20
zweites Rotorteil
21
Außenwandung
22
Zellen
22
AEinlaßöffnungen
22
BAuslaßöffnungen
23
Innenwandung
24
Nut
25
Gleitring
30
drittes Rotorteil
31
Außenwandung
32
Durchbrechungen
34
Nut
35
Gleitring
40
Verschließelement
41
Verschließwände
42
Entleerungsfenster
43
Innenwandung
50
Schleuderkammer
51
Gehäusedeckel
52
Gehäuseboden
53
Treibriemenscheibe
54
Zuführrohr
55
Innenwandung
56
Zentrifugatstrom
57
Zentrifugatstrom
60
Antriebsteller
61
Oberfläche
62
Welle
63
Riemenscheibe
64
Eintrittsspaltraum
65
Austrittsspaltraum
70
Tellerpaket
71
Spalte
72
Teller
73
Spaltbreite
74
Durchbrechungen
75
Austrittsöffnung
76
Außenwandung
77
Innenwandung
78
Befestigungselemente
79
Befestigungselemente
100
Rotor
Claims (8)
1. Zentrifuge
- a) mit einem im wesentlichen zylindersymmetrischen Rotor (100);
- b) der Rotor (100) besteht aus zwei unterschiedlich schnell aber gleichsinnig koaxial um eine Rota tionsachse umlaufenden Rotorteilen (10, 20);
- c) das erste Rotorteil (10) des Rotors (100) besitzt eine im wesentlichen zylinderförmige Außenwandung (11) und enthält eine Rotorkammer (Schleuderkammer 50) zur Aufnahme des zu zentrifugierenden Gutes, die an mindestens zwei, symmetrisch bezüglich der Rotationsachse über den äußeren Umfang der Rotor kammer verteilten Stellen radiale Austrittsöffnun gen (12) aufweist;
- d) das zweite Rotorteil (20) des Rotors (100) besitzt eine im wesentlichen zylinderförmige, die Außen wandung (11) des ersten Rotorteils (10) umhüllende Innenwandung (23) und an mindestens zwei symme trisch bezüglich der Rotationsachse über den Um fang des zweiten Rotorteils (20) verteilten Stel len Zellen (22) mit Einlaß- und Auslaßöffnungen (22A und 22B);
- e) mit einem ringförmigen, am äußeren Umfang des Ro tors (100) vorgesehenen, umfangsverteilte Entlee rungsfenster (42) und damit sich abwechselnde Ver schließwände (41) aufweisenden Verschließelement (40);
- f) die Einlaßöffnungen (22A) der Zellen (22) sind mit den Austrittsöffnungen (12) des ersten Rotorteils (10) und die Auslaßöffnungen (22B) der Zellen (22) sind mit den Entleerungsfenstern (42) des Ver schließelementes (40) periodisch wechselnd in Dec kung bringbar;
- a) das erste Rotorteil (10) mit dem Verschließelement (40) gleich schnell umläuft und, in radialer Rich tung gesehen, zwischen der Rotorkammer und den Entleerungsfenstern (42) angeordnet ist und somit den unmittelbaren Austritt von zu zentrifugieren dem Gut aus der Rotorkammer verhindert und
- b) auf der radialen Innenseite des als Zylindermantel gestalteten ersten Rotorteils (10) ein drittes Rotorteil (30) mit dem zweiten Rotorteil (20) um läuft und das dritte Rotorteil (30) mit den Zellen (22) des zweiten Rotorteiles (20) fluchtende Durchbrechungen (32) aufweist.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Außenwandung (11) an drei oder mehr, symmetrisch
bezüglich der Rotationsachse über den äußeren Umfang
der Rotorkammer verteilten Stellen radiale Austritts
öffnungen (12) aufweist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 21 dadurch gekennzeich
net, daß das Verschließelement (40) drei oder mehr,
umfangsverteilte Entleerungsfenster (42) und damit sich
abwechselnde Verschließwände (41) aufweist.
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das dritte Rotorteil (30) gleich
schnell mit dem zweiten Rotorteil (20) umläuft.
5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die drei Rotorteile (10, 20, 30) an
ihren den Antriebsstirnenden gegenüberliegenden freien
Stirnenden, in den sich im Vergleich zu ihnen jeweils
unterschiedlich schnell umlaufenden Teilen des Rotors
(100) geführt sind (Nuten 14, 24, 34 und Gleitringe 15,
25, 35).
6. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung gesehenen
Breiten der Austrittsöffnungen (12) des ersten Rotor
teils (10) größer als die in Umfangsrichtung gesehenen
Breiten der Zellen (22) des zweiten Rotorteiles (20)
sind.
7. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung gesehenen
Breiten der Außenwandungen (11) des ersten Rotorteiles
(10) größer als die in Umfangsrichtung gesehenen Brei
ten der Zellen (22) des zweiten Rotorteils (20) sind.
8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12) des
ersten Rotorteils (10) zumindest im Bereich jeweils
einer ihrer im wesentlichen achsparallelen Kanten nach
radial außen gesehen konisch zur Austrittsöffnung hin
laufend abgeschrägt sind.
Priority Applications (5)
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DE4210660A1 DE4210660A1 (de) | 1993-10-07 |
DE4210660C2 true DE4210660C2 (de) | 1998-09-17 |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE246696C (de) * | ||||
US852666A (en) * | 1906-07-26 | 1907-05-07 | Separator Ab | Centrifugal machine. |
US960947A (en) * | 1909-10-21 | 1910-06-07 | Marion Slemons Jones | Separator. |
US1321354A (en) * | 1919-11-11 | Automatic control fob centrifugal separators | ||
DE1755388U (de) * | 1957-09-18 | 1957-10-31 | Krauss Maffei Ag | Vollmantelzentrifuge mit axial im trommelmantel verlaufenden auslassschlitzen fuer die schleudergutfeststoffe. |
DE3709107C2 (de) * | 1987-03-20 | 1995-09-07 | Siemens Ag | Anordnung zum Steuern einer Sterndreieckschützkombination |
-
1992
- 1992-03-31 DE DE19924210660 patent/DE4210660C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE246696C (de) * | ||||
US1321354A (en) * | 1919-11-11 | Automatic control fob centrifugal separators | ||
US852666A (en) * | 1906-07-26 | 1907-05-07 | Separator Ab | Centrifugal machine. |
US960947A (en) * | 1909-10-21 | 1910-06-07 | Marion Slemons Jones | Separator. |
DE1755388U (de) * | 1957-09-18 | 1957-10-31 | Krauss Maffei Ag | Vollmantelzentrifuge mit axial im trommelmantel verlaufenden auslassschlitzen fuer die schleudergutfeststoffe. |
DE3709107C2 (de) * | 1987-03-20 | 1995-09-07 | Siemens Ag | Anordnung zum Steuern einer Sterndreieckschützkombination |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4210660A1 (de) | 1993-10-07 |
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