DE837373C

DE837373C - Zentrifuge zum Trennen von Komponenten verschiedenen spezifischen Gewichts eines fluessigen oder gasfoermigen Mediums

Info

Publication number: DE837373C
Application number: DEN768A
Authority: DE
Inventors: Aage Nyrop
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1947-05-05
Filing date: 1950-04-23
Publication date: 1952-04-28
Also published as: US2578485A; CH269876A; NL76861C; BE482200A; NL140275B; GB641382A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 28. APRIL 1952

N 768 III/82b

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge zum Trennen von Komponenten verschiedenen spezifischen Gewichts eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, und zwar eine Zentrifuge von dem Typus, der eine Zentrifugentrommel hat, welche einen peripiheren Auslaß für eine abseparierte Komponente und zentrale Auslässe für eine andere abseparierte Komponente hat und von einem feststehenden Gehäuse umgelx-n ist und einem zwischen demselben und der Zentrifugentrommel befindlichen Flud umgeben ist.

Bei den Ix-rcits bekannten Zentrifugen von diesem Typus hat das ortsfeste Gehäuse keinen eigentlichen Sammelraum für die abseparierte Komponente, indem dieselbe durch die Räume zwischen der Zentrifugentrommel und dem feststehenden Gehäuse abgeleitet wird, und der Raum ist nicht von den Zufuhrwegen des zu behandelnden Mediums oder von den Ableitungswegen der leichteren abseparierten Komponenten abgegrenzt oder abgetrennt. Infolgedessen kann eine Rückleitung der Komponenten und eine Vermischung derselben erfolgen, wodurch kein reines Flud, Gas oder Flüssigkeit in den Zwischenräumen zwischen der Trommel und dem feststehenden Gehäuse wegen der genannten Vermischung der Komponenten in diesen Räumen beibehalten werden kann.

Diese Rückleitung und Vermischung der Komponenten in den genannten Räumen wird sowohl auf die Zentrifugentrommel als auch auf das fest-

stehende Gehäuse eine stark abnutzende Wirkung ausüben, wobei gleichzeitig diese Vermischung eine Änderung in der Viskosität bewirkt, die .den Reibungskoeffizienten in den dort 1>ef\n.dliehen Komponenten erhöht, wodurch ein sehr großer Energieverbrauch entsteht.

Wegen der genannten Vermischung der Komponenten ist es auch nicht möglich, ein Konzentrat der abseparierten schwereren Komponente zu erzielen,

ίο da eine Flüssigkeitszirkulation längs den Seiten der Zentrifugentrommel und dadurch eine Vermischung der Komponenten entstehen wird.

Der Zweck der Erfindung ist, eine Zentrifuge vom vorgenannten Typus herzustellen, bei welcher

•5 die obigen Mängel beseitigt sind.

Das Merkmal der Zentrifuge nach der Erfindung ist, daß das Innere des feststehenden Gehäuses in zwei koaxiale Räume geteilt ist, die durch einen Spalt miteinander verbunden sind, und daß die Trommel in dem Innern der beiden Räume hermetisch eingeschlossen und rotierbar angeordnet ist, dessen Form der Form der Trommel angepaßt ist, so dal.! zwischen der Innenwandung des Gehäuses und der Außenwandung der Trommel ein Spaltraum gebildet ist, der zur Aufnahme eines Fluds während der Rotation der Trommel bestimmt ist, und daß ferner der äußere der beiden Räume des Gehäuses mit einer regulierbaren Auslaßöffnung für eine abseparierte Komponente versehen ist.

Ferner kann der Spaltraum zwischen dem feststehenden Gehäuse und der Zentrifugentrommel in demjenigen Teil eingeengt sein, der in der Nähe der peripheren Auslaßöffnungen liegt, wodurch die l>eabsichtigte Wirkung gefördert wird.

Zweckmäßig ist der Zentrifugenraum der Zentrifugentrommel mit Tellern versehen, die den Raum in koaxiale Räume aufteilen. Die Teller sind mit solchen Durchlaßöffnungen versehen, daß die Räume miteinander verbunden sind und durch welche die abseparierte schwerere Komponente unter Einwirkung der Zentrifugalkraft dem Sammelraum des feststehenden Gehäuses zugeführt wird.

Durch eine derartige Ausführungsform der Zentrifuge erreicht man u. a., daß das zu zentrifugierende Medium bei einer passenden Aufteilung des Zeiitrifugierraumes über ein großes Areal verbreitet werden und einen langen Weg durch den Raum l>ekommen kann und daß die gröl>eren und schwereren festen Stoffe oder Teilchen, die leicht abzuscheiden sind, in die Räume abgeschieden werden, die der Umdrehungsachse am nächsten liegen und wo die Zentrifugalkraft nur gering ist, während die leichteren Stoffe oder Teilchen, die sich schwerer abscheiden lassen, in den Räumen abgeschieden werden, welche in weiterer Entfernung von der Umdrehungsachse liegen und wo die Zentrifugalkraft groß ist und ihre Abscheidung nicht von den gröberen Teilchen verhindert wird. Die Wirkung der Zentrifuge wird dadurch überaus hoch.

Die Zentrifugentrommel wird hermetisch in dem feststehenden Gehäuse eingeschlossen, wodurch die Zentrifuge beispielsweise für Reinigung von Abwasser. Zuckersaft, Stärke usw., für Konzentrieren von Lösungen verschiedener Stoffe, für Extraktion, Behandlung von Trinkwasser in Schiffen, Gewinnung und Reinigung von ölen, Behandlung von brennbaren Flüssigkeiten und Abtrennen derselben ', sowie für Vorgänge in der chemischen Industrie Anwendung findet, bei denen Reaktionsvorgänge ! gleichzeitig mit der Zentrifugierung in dem hermetisch verschlossenen Zentrifugierraum erfolgen können. So kann die Zentrifuge auch für solche Stoffe angewandt werden, die giftige Gase enthalten. Ferner kann die Zentrifugentrommel dünnwandig und entsprechend leicht sein-, da ihre Teile sowohl von außen als auch von innen unter Druck stehen.

Der Auslaß für das leichtere Material kann zur Entnahme zweier Komponenten verschiedener spezifischer Gewichte mit zwei voneinander ge- ! trennten Auslaßöffnungen versehen sein, so daß die Zentrifuge zur Trennung von Stoffen angewandt werden kann, welche zwei oder drei Komponenten j enthalten. Die Einlaßöffnungen für das Flud in den Spaltraum zwischen dem feststehenden Gehäuse und der Zentrifugentrommel können Regulierorgane haben, um die Ebene zwischen dem genannten Flud und der abseparierten festen Komponente zu regulieren. Diese Regulierorgane können in der Nähe des peripheren Auslasses der Zentrifugentrommel angebracht sein, und mit ihrer Hilfe kann man das erforderliche Gleichgewicht zwischen dem Druck in dem genannten Flud und in dem Zentrifugenraum halten.

Die genannten Regulieranordnungen für die Einstellung und Regulierung der Trennfläche zwischen ■ der im Sammelraum unter Druck befindlichen schwereren Komponente und dem im Spaltraum zwischen der Zentrifugentrommel und dem feststehenden Gehäuse unter Druck befindlichen Flud

können erfindungsgemäß aus Rillen oder Kanälen

! in der Nähe der peripheren Auslaßöffnungen der ! Zentrifugentrommel bestehen. Diese Rillen oder Kanäle stellen mit einem oder mehreren mit Regulierorganen versehenen Behältern in leitender Verbindung, welche das Flud oder die Flude enthalten, \ die den genannten Rillen oder Kanälen unter einem regulierbaren Druck zugeführt werden. Bei einer derartigen Anordnung werden die genannten Flude ! einen angemessenen Gegendruck gegen die absepa- no ι rierte Komponente ausüben und werden dieselbe ' daran hindern, in den Spaltraum zwischen der j Zentrifugentrommel und dem feststehendenGehäuse einzudringen. So wird die schwerere Komponente j die Zentrifugentrommel nur auf ihrem Weg hinaus durch deren periphere öffnungen und an der Peripherie der Trommel berühren. Da ferner die schwerere Komponente durch einen besonderen Sammelraum abgeleitet wird, und da das Flud • zwischen der Zentrifugentrommel und dem feststehenden Gehäuse fortwährend rein gehalten wird, erzielt man, daß die Reibung nur gering wird, und daß die Zentrifuge daher nur einer geringen Abnutzung ausgesetzt wird, und ebenfalls wird der ' Antrieb der Zentrifuge den mindestmöglichen Kraftverbrauch erfordern.

Die Ableitung der schwereren Komponente vom Sammelraum erfolgt durch einen gedrosselten Auslaß, so daß der Druck in dem feststehenden Gehäuse konstant gehalten wird. Die Ableitung kann beispielsweise mittels Düsen, Ventile, Schnecken oder pumpenähnlicher Organe reguliert werden.

Zum Verdrängen von ungewünschter Flüssigkeit oder Schlamm vom Spaltraum zwischen dem feststehenden Gehäuse und der Zentrifugentrommel

ίο kann man diesen Räumen Flude zuführen, und dann kommt es darauf an, daß die Verdrängung so vollständig wie möglich ist, so daß die vom Zentrifugierraum ausgeschleuderte schwerere Komponente nur die Zentrifugentrommel an deren peripheren Auslaßöffnungen berührt, und um dadurch die Reibung möglichst zu vermindern, muß die Zufuhr der Verdrängungsflude sehr genau reguliert werden können. Dies kann mittels besonderer Regulierrillen oder Verbindungskanäle ausgeführt werden, die entweder in dem feststehenden Gehäuse oder in der Zentrifugentrommel vorgesehen sein können und welche mit Regulieranordnungen in Verbindung sind, die die Trennlinie zwischen dem Verdrängungsflud und der schwereren Komponente entweder durch Verschiebung einer Flüssigkeitssäule mittels Druckveränderung oder durch eine Kombination von Dosierung der Verdrängungsflude und Drosselung entweder an dem Ein- oder an dem Auslaß derselben regulieren.

Durch Vermehrung der Menge des zugeführten Verdrängungsfludes über das unbedingt Notwendige hinaus kann der Überschuß sich von den peripheren Öffnungen der Zentrifugentrommel nach innen in die Trommel bewegen in entgegengesetzter Richtung zur ausgleitenden schwereren Komponente, wodurch man ein Auslaugen derselben erzielen kann.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Es zeigt

Fig. ι schematisch eine Ausführungsform der Zentrifuge mit vertikaler Umdrehungsachse, im Längsschnitt gesehen,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Auslaßöffnung im Sammelraum für die abseparierte schwere Komponente bei der Ausführungsform der Fig. 1,

Fig. 3 schematisch eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zentrifuge mit horizontaler Umdrehungsachse, teilweise im Schnitt durch die

5J Umdrehungsachse,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Auslaßöffmuig im Sammelraum für die abseparierte schwerere Komponente l>ei der Ausführungsform der Fig. 3,

Fig. 5 eine Ausführungsform der Zentrifuge mit feststehenden Regulierrillen oder Verbindungskanälen, im Schnitt durch das Zentrifugengehäuse ge seihen, während die Zentrifugentrommel und deren Kin- und .Auslässe nicht im Schnitt gezeichnet sind, und

Fig. 6 einen Schnitt durch eine abgeänderte Ausführungsform der Zentrifuge, bei der die Regulierrillen oder Verbindungskanäle in dem rotierenden Zentrifugenkörper selbst vorgesehen sind, der dort teilweise aufgeschnitten ist, damit man die innere und äußere Schale sehen kann.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform hat die Zentrifuge ein feststehendes, aus zwei Teilen zusammengesetztes Gehäuse 50, 51, das mit zwei miteinander kommunizierenden, koaxialen Räumen ausgebildet ist. In dem Innern dieser zwei Räume ist die Zentrifugentrommel angebracht. Dieselbe ist in zwei z. B. mit Schrauben zusammengehaltene Teile 52, 53 geteilt, und sie hat eine zwischen den beiden Teilen gelegene periphere Auslaßöffnung 54, durch welche die abseparierte schwerere Komponente mittels der Zentrifugalkraftwirkung aus der Trommel geführt werden kann. Der Zentrifugierraum der Zentrifugentrommel ist mit Tellern 55 und einer Trennplatte 56 versehen, die den Raum in mehrere koaxiale Räume aufteilen. Die Teller und die Trennplatte sind mit Durchlaßöffnungen 55"» 5°" versehen, die die Räume zwischen den Tellern und der Trennplatte unter sich verbinden. Dadurch wird die Wirkung der Zentrifuge erhöht, indem das zu zentrifugierende Medium über eine große Tellerfläche ausgebreitet wird und eine lange Wegstrecke durch den Zentrifugierraum erhält. Die Zentrifugentrommel ist an einer Spindel 57 angebracht, deren unteres mit der Zentrifugentrommel verbundenes Ende eine Bohrung 58 hat, die mit dem Zentrifugierraum und mit einem auf der Spindel, angebauten Schälorgan 59 zur Abschälung und Ableitung einer abseparierten leichteren Komponente in Verbindung steht. Zwischen der Spindel 57 und dem feststehenden Gehäuse 50 ist eine Dichtung 60 vorgesehen. Der zu zentrifugierende Stoff wird durch ein ortsfestes Rohr 61 in den Zentrifugierraum geführt. Zwischen dem Rohr 61 und der Trommel 53 ist eine Dichtung 62 vorgesehen. Mittels dieser Dichtungen ist der Einlaß und der Auslaß des Zentrifugierraumes dicht von den Spalträumen 68 und 67 zwischen dem feststehenden Gehäuse und der Zentrifugiertrommel getrennt, so daß in diesen Räumen der erwünschte hohe Druck aufrechterhalten werden kann.

Der Außenraum des feststehenden Gehäuses ist als ein Sammelraum 63 zur Aufnahme der abseparierten schwereren Komponente ausgebildet, die durch den peripheren Spalt 54 der Zentrifugentrommel hinausgeführt und durch den Spalt 64 im feststehenden Gehäuse zum Sarnmelraum 63 ausgelassen wird. Die Durchlaßöffnung 64 ist vorzugsweise mit quergehenden Rippen 65 versehen, die die Komponente daran hindern, im Sammelraum zu rotieren. Der Sammelraum 63 hat eine Auslaßöffnung 66 zum Auslassen der Komponente aus dem Raum. Die öffnung 66 kann zweckmäßig gedrosselt sein oder mit Mitteln 71 versehen sein zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Auslassen der Komponente. Diese Mittel müssen so ausgebildet sein, daß sie die Komponente ableiten können, ohne daß der Druck im Raum 63 absinkt. Diese Mittel können z.B. aus drehbaren Auslaßorganen bestehen, aus einem Ventil oder einer Pumpe oder einem entsprechenden regelbaren Organ 74 (s. Fig. 2). Statt

die Auslaßöffnung 54 der Zentrifugentrommel als einen einzelnen Spalt auszubilden, kann die Zentrifugentrommel an der Peripherie mit einer Reihe von Löchern versehen sein.

Zwischen dem feststehenden Gehäuse 50, 51 und der Zentrifugentrommel 52, 53 sind, wie schon erwähnt wurde, enge Spalträume 67, 68 vorhanden, die mit einem unter einem dem Druck an der Auelaßöffnung 54 entsprechenden Druck stehenden Flud gefüllt sind. Diese Spalträume sind so bemessen, das heißt so eng, daß während der Rotation der Zentrifugentrommel wohl eine rotierende Bewegung um die Rotationsachse, aber nur eine zweckmäßig begrenzte Bewegung des Fludes in dem Raum längs

^X5 der Außenwand der Zentrifugentrommel erfolgt.

In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform hat die Zentrifuge eine waagerecht liegende Achse und ein feststehendes, aus zwei Teilen zusammengesetztes Gehäuse 1 und i", das zwei miteinander kommunizierende, koaxiale Räume enthält; in dem Innern dieser Räume ist die Zentrifugentrommel angeordnet. Die Zentrifugentrommel ist in zwei Teile geteilt, von denen der eine Teil 2 in fester Verbindung mit einer hohlen Welle 3 steht, während der andere Teil 4 durch einen Zapfen 5 mit Gewinde in eine Gewindemuffe 6 des Teils 2 eingeschraubt ist. Der Teil 4 wird somit vom Teil 2 getragen und dreht sich zusammen mit diesem. Die beiden Trommelteile sind annähernd kegelstumpfförmig und kehren die Grundfläche zueinander und haben einen solchen Abstand voneinander, daß zwischen den beiden Trommelteilen an deren Peripherie eine Auslaßöffnung 7 entsteht, durch welche die abseparierte schwerere Komponente wegen der Zentrifugalkraftwirkung aus der Trommel und durch einen Spalt 8 im feststehenden Gehäuse zu dessen Außenraum geführt wird, der als ein Sammelraum 9 für die abseparierte schwerere Komponente ausgebildet ist. Zwischen dem feststehenden Gehäuse ι und i° und den beiden Teilen 2 und 4 der Zentrifugentrommel liegen enge Spalträume 10, 11, die mit einem unter einem dem Druck an der Auslaßöffnung 7 entsprechenden Druck stehenden Flud gefüllt sind. Diese Spalträume 10 und 11 sind so bemessen, d. h. so eng, daß während der Rotation der Zentrifugentrommel in ihnen wohl eine rotierende Bewegung um die Rotationsachse, aber nur eine zweckmäßig begrenzte Bewegung des Fludes längs der Außenwand der Zentrifugentrommel erfolgt. Die Spalträume 10 und 11 und die Spalträume 67 und 68 müssen, um das erwähnte Resultat zu erzielen, relativ eng sein. Nichts verhindert aber, daß diejenigen Teile der Spalträume 10 und 11 und der Spalträume 67 und 68, die der Umdrehungsachse am nächsten liegen, etwas breiter sein können, wenn nur die Räume in der Nähe der Peripherie der Zentrifugentrommel eingeengt sind. Da beim Betrieb der Zentrifuge immer ein gewisser Druck an den Spalten 7 und 54 und somit auch in den die Zentrifugentrommel umgebenden Räumen vorhanden sein wird, kann man durch Rohre 12 und 13 bzw. 69 und 70 bei der in Fig. 1 dargestellten Bauart unter Druck gegebenenfalls andere flüssige oder gasförmige Stoffe in die Spalträume 10 und 11 und die Spalträume 67 und 68 leiten, die das Gleichgewicht gegenüber dem Druck an -den Spalten 7 bzw. 54 und somit gegenüber den Drücken vom Innern der Zentrifugierräume aufrechterhalten können.

Zur Zuführung eines Überschusses von Flud zu den Spalträumen 10 und 11 und zu den Spalträumen 67 und 68 kann sich diese Flüssigkeit vom äußeren Teil der Zentrifugentrommel, wenn sie die Komponente im Sammelraum 63 bzw. 9 nicht beschleunigen kann, zum Zentrifugierraum durch die Spalte 7 bzw. 54 oder durch in diesem Fall ia der Trommelwand vorgesehene Löcher 31, 32 bzw. 72, 73 oder durch in der Zentrifugentrommel eingebaute Zuleitungsrohre bewegen, die in der Zeichnung nicht gezeigt sind, so daß die Flüssigkeit sich gegen den ausströmenden Schlamm bewegen und denselben auslaugen wird. An der Welle 3 müssen passende Dichtungen vorgesehen sein, um den Schlamm daran zu hindern, längs der Seite der Zentrifugentrommel einzudringen. So sind am Einlaß des Zentrifugierraumes Dichtungen 34 und am Auslaß desselben Dichtungen 35 vorgesehen. Mittels dieser Dichtungen sind der Einlaß und der Auslaß des Zentrifugierraumes dicht von den Spalträumen 11 bzw. 10 getrennt, damit in diesen Räumen der erforderliche hohe Druck aufrechterhalten werden kann.

Im Zentrifugierraum der Zentrifugentrommel sind Teller vorgesehen, die den Raum in koaxiale Räume teilen. In der Ausführungsform der Fig. 3 sind zwei Sätze annähernd kegelstumpfförmiger Teller 14, 15 mit Zwischenrippen 14" und 15" angebracht, die die Grundfläche gegeneinanderkehren und einen solchen Abstand voneinander haben, daß zwischen den beiden gegenüberstehenden Trennplatten Durchlaßspalte 16 für die abseparierte Komponente entstehen. Ferner sind die Teller mit Durchlaßöffnungen 17 versehen, die so angebracht sind, daß Durchlauf von dem einen nach dem andern der zwischen den Tellern gebildeten Räume ermöglicht wird, und zwar so, daß der Stoff über eine große Tellerfläche ausgebreitet und sein Weg durch den Zentrifugierraum möglichst lang wird, wie die eingezeichneten Pfeile zeigen.

Ferner sind die Teller 14, 15, wie im unteren Teil der Fig. 3 dargestellt, mit Rohren 18 verseihen, die eine Verbindung von dem einen Raum zum anderen für die zur Trennung bestimmte Komponente durch die abseparierten und zwischen den Platten abgelagerten schwereren Komponenten bilden, wodurch eine Wiedervermischung der Komponenten sich vermeiden läßt. Durch diese Passagen wird gesichert, daß das zu zentrifugierende Medium durch alle Kammern passiert infolge der zwischen den Tellern angebrachten radialen Rippen 14° und 15⁰, die nicht bis zu den Spalten 16 reichen. Hierdurch tritt außerhalb der Rippen eine Rotation in der Flüssigkeit ein, die auf den Durchfluß der Flüssigkeit drosselnd wirkt.

Auf der Gewindemuffe 6 des Trommelteils 2 im Se'parierraum ist eine Nabe 19 mit einer Leit-

scheibe 2O zur Verteilung des zu zentrifugierenden Stoffes im .Zentrifugierraum angebracht.

Der zu zentrifugierende Stoff wird zum Zentrifugierraum der Zentrifugentrommel durch ein Rohr 2i geleitet, das durch das feststehende Gehäuse und die Nabe des Trommelteils 4 zu einem darin ausgebildeten Raum 22 geführt ist und von diesem Raum weiter durch öffnungen 23 in den Zentrifugierraum.

ίο Die abseparierte schwerere Komponente wird durch den Zentrifugierraum durch die Spalte 16, 7 und 8 zum Sammelraum 9 geführt, von dem sie durch eine öffnung 24 entnommen werden kann, die entweder zweckmäßig gedrosselt oder mit Mitteln zur kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Entnahme der Komponente versehen sein kann. Diese Mittel müssen so ausgebildet sein, daß sie die Komponente abführen können, ohne daß der Druck im Raum 9 verringert wird. Diese Mittel können z. B. aus drehbaren Auslaßorganen bestehen oder aus einem Ventil oder einer Pumpe oder einem entsprechenden regulierbaren Organ 33, wie in Fig. 4 gezeigt. Die leichtere Komponente des Stoffes wird aus dem Zentrifugierraum durch öffnungen 25 in der Nabe des Trommelteils 2 und weiter durch darin ausgebildete Räume 26 und durch die hohle Welle 3 geführt. Wenn z. B. zwei leichtere Komponenten von verschiedenem spezifischem Gewicht und eine schwerere Komponente vorhanden sind, können diese zwei Komponenten auf bekannte Weise aus dem Zentrifugierraum durch zwei voneinander getrennte öffnungen 25 in der Nähe des Trommelteils 2 und weiter durch darin ausgebildete getrennte öffnungen 26 und durch getrennte Kanäle in der hohlen Welle geführt werden. Die eine der leichteren Komponenten wird an der Unterseite der Zwischenräume zwischen den Tellern abgeleitet. Die Welle 3 ist in Lagern 27 und 28 eines Gestelles 29 drehbar gelagert und mit einem Antriebsrad 30 versehen, durch welches die Zentrifuge von einem Getriebe angetrieben wird, das in der Zeichnung nicht gezeigt ist.

Wenn man eine reine Flüssigkeit, die der in der Zentrifuge gereinigten Flüssigkeit entspricht oder deren Komponente bildet, zu den Räumen 10, 11 durch die Leitungen 12, 13 leitet, deren Menge unter Zusatz der Menge der aus der Zentrifugentrommel ausgleitenden schwereren Komponente größer ist als der durch die öffnung 24 abgeleitete Schlamm, wird sich diese Flüssigkeit nach innen in den Zentrifugierraum in einer Richtung bewegen, die der der ausgleitenden Komponente entgegengesetzt ist, und wird dieselbe auslaugen. Gleichzeitig ergibt sich eine so geringe Reibung wie möglieh gegen die Außenwand des Zentrifugierkörpers, da die Flüssigkeit rein ist.

Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform der Zentrifuge hat feststehende Regulierrillen oder Kanäle 75, 76 in einem feststehenden Gehäuse 41, das einen hohen Druck aushalten kann, und sie hat eine im Gehäuse drehbare Zentrifugentrommel 44, die mittels einer in der Zeichnung nicht gezeigten Antriebsvorrichtung in 1>ekannter Weise durch eine Welle 45 angetrieben wird, welche zum Zweck der Ableitung einer oder mehrerer der leichteren Kornponenten des zu zentrifugierenden Materials^ hohl sein kann. Ferner hat die Trommel eine Welle 46, die für die Zuleitung des zu zentrifugierenden Materials ebenfalls hohl sein kann. An den Wellen 45 und 46, von denen die eine oder die andere sich zusammen mit der Trommel bewegen kann, während die andere feststehend ist wie bei der Ausführungsform der Fig. 3, sind Dichtungen 42, 43 und 43° angebracht, die das Aufrechterhalten des Druckes in den Räumen 36 bzw. 37 sichern, die sich zwischen dem feststehenden Gehäuse 41 und der Zentrifugentromniel 44 befinden.

Das feststehende Gehäuse hat zwei koaxiale Räume, von denen der äußere 47 als Sammedraum für die abseparierte schwerere · Komponente dient und mit einem gedrosselten Auslaß 48 für diese Komponente versehen ist. Der Auslaß muß derart ausgebildet sein, daß die Komponente aus dem Raum 47 mittels des darin vorhandenen Druckes, und zwar unter Aufrechterhaltung desselben, hin- 85' ausbefördert werden kann.

Mittels austauschbarer ringförmiger Organe 49, 49", die verschiedene, den Eigenschaften des behandelten Materials angepaßte Formen haben können, wird der Sammelraum 47 von den inneren Räumen go 36, 37 abgegrenzt, die zwischen dem feststehenden Gehäuse 41 und der Zentrifugentrommel 44 vorhanden sind.

Das zu behandelnde Material wird durch die hohle Welle 46 zur Zentrifugentrommel 44 geleitet, aus welcher die abseparierte schwerere Komponente mittels der Zentrifugalkraft durch periphere ^Spalte oder öffnungen 38 ausgedrückt wird, während die abseparierten leichteren Komponenten in bekannter Weise durch Anordnungen in oder in der Nähe der Rotationswelle, z. B. durch die hohle Welle 45, in besondere Kanäle abgeleitet werden.

Die punktierte Linie A-A zeigt beispielsweise den gewünschten Radius der Trennlinie zwischen der schwereren Komponente im Raum 47 und dem Flud, bestehend aus einem in die Räume 37 und 36 eingeführten Gas oder einer Flüssigkeit.

Die Zuleitung einer oder mehrerer Flude unter Druck zu den Räumen 36, 37 kann durch eine Rohrleitung 39 von einer Druckquelle bekannter Art erfolgen. Bei Gasen, z. B. Stickstoff aus einem unter Druck stehenden Behälter, kann die Zufuhr mittels eines in der Rohrleitung 39 angebrachten Ventils 40 reguliert werden. Von der Rohrleitung 39 gehen Rohrleitungen yj, 78 zu den Räumen 36 bzw. 37.

Durch eine Rohrleitung 79, welche von der Rohrleitung 39 zu einem Behälter 80 geführt ist, der eine Flüssigkeit enthält und zu welchem Flüssigkeit fortwährend oder intermittierend zugesetzt werden kann, läßt sich der Behälter 80 unter einem Druck iao halten, der dem Druck in den Räumen 36, 37 entspricht. In dem Fall, in dem man wünscht, ein Gas und eine Flüssigkeit gleichzeitig zu den Rohrleitungen "]"], 78 zuzuführen, kann die Flüssigkeit vom Behälter 80 durch besondere Rohrleitungen zu- 1*5 geleitet und mittels Ventile 81, 82 in diesen Rohr-

leitungen reguliert werden, während die Menge der Flüssigkeit mittels des Ventils 83 reguliert werden kann.·

Im Innenraum des Gehäuses 41 sind in der Nähe der Peripherie der Zentrifugentrommel Regulierrillen oder Kanäle 75, 76 in den ringförmigen Organen 49, 49° angebracht, die mittels Rohrleitungen 84, 85, 86 mit dem Oberteil eines Behälters Sj verbunden sind, welcher ein Flud unter Druck enthält und welcher mit einem Flüssigkeitsstandglas 88 versehen ist. Gleichzeitig kann ein Kontakt 89 vorgesehen sein, der mit dem Ventil 40 so zusammenarbeitet, daß das Ventil gesperrt wird, wenn der Stand der Flüssigkeit sinkt, und daß es sich öffnet, wenn der Stand der Flüssigkeit steigt. Der Behälter 87 dient dem Ausgleichen von Änderungen in der Zufuhr des Fludes zu den Regulierrillen oder Kanälen 75, 76. Der Boden des !!ehälters 87 kann mittels einer Rohrleitung 90, in welcher ein Ventil 90" angebracht ist, mit den Regulierrillen oder Kanälen 75, 76 in Verbindung sein. Der Behälter 80 kann mittels einer Rohrleitung 92, in welcher ein Ventil 92" und das Regulierventil 83 angebracht sind, mit dem Behälter 87 in Verbindung gesetzt werden. Dadurch kann eine mittels des Ventils 83 regulierte Flüssigkeitsmenge vom Behälter 80 und durch den Behälter 87 sowie die Rohrleitungen 90, eine Rohrleitung 91 mit einem Ventil 91" und die Rohrleitungen 84 und 85 zu den Regulierrillen oder Kanälen 75, 76 geführt werden, wenn das Ventil 91⁰ offen und das Ventil 90" gesperrt ist.

Durch angemessene Einstellung der verschiedenen Ventile kann die Trennlinie zwischen dem Flud in den Räumen 36, 37 und der schwereren abseparierten Komponente im Raum 47 ganz konstant gehalten werden.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform der Zentrifuge können Regulierrillen oder Kanäle

92, 93 in der rotierenden Zentrifugentrommel selbst \ statt im feststehenden Gehäuse angebracht sein. Die Flüssigkeit vom Behälter 80 kann bei dieser Ausführungsform zu den Regulierrillen oder Kanälen ! 92, 93 entweder durch die Rohrleitungen Jj und 78 [ oder durch die Rohrleitung 94, in der ein Ventil 94" angebracht ist, und Spalte oder Kanäle 95 in der Zentrifugentrommel geführt werden.

Der Flüssigkeitsdruck kann auch auf bekannte Weise mittels eines Druckreglerindikators 96 regu-

liert werden, der in eine Zufuhrleitung 97 und 97" } eingeschaltet ist. Der Druck auf den Indikator wird relativ niedrig sein, solange das in den Räumen 36, 37 befindliche Gas nicht bis zu den Regulierrillen oder Kanälen 92, 93 gelangt ist, so daß die Kanäle 95 mehr oder weniger mit Flüssigkeit gefüllt sein werden. Wenn das Gas von den Leitungen JJ und 78 und in den Räumen 36, 37 nach den Regulier- I rillen oder Kanälen 92, 93 gelangt, wird die Flüssigkeit in den Kanälen 95 sofort den Platz des Gases einnehmen, welches nach innen zu dem niedrigeren '. Druck sucht, und der Druck wird daher plötzlich in der Xähe der Rotationsachse steigen, und durch diesen Druck wird der Reglerindikator 96 das !

Ventil 40 vor idem Zulaß des Gases drosseln oder sperren. Ein automatisch wirkendes Ventil 98, das mit dem Reglerindikator 96 in Verbindung ist, ist so eingestellt, daß es gleichzeitig öffnet und gestattet, daß etwas von dem in der Leitung 97 befindlichen Gas entweicht. Wenn die Kanäle 95 wieder mit Flüssigkeit gefüllt werden, fällt der Druck im Indikator 96, der wieder die Luftzufuhr zu den Kanälen 95 zuläßt. Diese Wirkung beruht darauf, d!aß eine Flüssigkeit in den Kanälen 95 der Druckverteilung in denselben in Richtung von der Peripherie der Zentrifuge nach deren Rotationsachse entgegenwirken wird, wenn die Zentrifugalkraft auf die Flüssigkeit einwirkt, wogegen das Vorhandensein eines Gases in den Kanälen 95 sofort den an der Peripherie herrschenden Druck nach innen gegen die Rotationsachse fortpflanzen wird.

Die Ableitung der schwereren Komponente vom Raum 47 kann, wie erwähnt, mittels verschiedenartiger Drosselorgane reguliert werden. Man kann beispielsweise, wie in Fig. 6 gezeigt, auch die schwerere Komponente durch eine Art Pumpenorgan 100 ableiten, in welchem die Geschwindigkeit eines Kolbens 101 mittels Wasser oder einer anderen Flüssigkeit reguliert wird, die durch ein Ventil 102 zugeleitet und durch einen gedrosselten Auslaß, z. B. ein Ventil 103, abgeleitet wird. Im Gegensatz zum Schlamm läßt sich Wasser fein regulieren, ohne diejenigen Organe abzunutzen, mit denen es in Berührung kommt. Der Schlamm wird dann durch ein Ventil 104 zum Pumpenorgan 100 zugeleitet und von diesem durch ein Ventil 105 abgeleitet. Die Steuerhebel der Ventile 102 und 103 sind mittels einer Gelenkstange 106 miteinander gelenkig verbunden, die mittels einer Gelenkstange 107 mit dem einen Ende eines Hebels 108 gelenkig verbunden ist, der um einen feststehenden Zapfen 109 schwingen kann. Die Steuerhebel der Ventile 104 und 105 sind mittels einer Gelenkstange 110 gelenkig verbunden, die mittels einer Gelenkstange 111 mit dem einen Arm eines Hebels 112 gelenkig verbunden ist, die um einen feststehenden Zapfen 113 schwingen kann. Die anderen Enden der Hebel 108 und 112 sind gelenkig mit Gelenkstangen 114 und 115 verbunden, die mit einem verschiebbaren Schaltorgan 116 verbunden sind, welches entlang dem Organ 100 gelegen ist und dessen Enden durch die Endböden des Organs 100 und ein Stück in das Innere des Organs eingeführt sind. Die Ventile sind so eingestellt, daß die Ventile 103 und 104 gesperrt sind, wenn die Ventile 102 und 105 offen sind, und umgekehrt. Wenn der Kolben 101 unter der Einwirkung der einströmenden schwereren Komponente nach rechts verschoben ist, wie durch einen Pfeil angedeutet, werden das Schaltorgan 116 und die Ventile 102, 105 und 103, 104 umgestellt. Dadurch preßt die durch das Ventil 102 einströmende Flüssigkeit den Kolben 101 in entgegengesetzter Richtung und schiebt die schwerere Komponente durch das Ventil 105 hinaus. Durch die Kombination zweier derartiger Drosselorgane kann man eine stetige und konstante Abströmung der schwereren Komponente vom Raum 47 erzielen.

Die Erfindung ist auf die hier gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt. Sie kann vielmehr im Rahmen der Erfindung vielfach variiert werden. So kann man beispielsweise den Räumen io, ii und 67, 68 eine konstante ATenge Flud zuführen und einen gedrosselten Auslaß von den Regulierrillen zurück zur Zuleitung für das zu zentrifugierende Flud vorsehen. Die Trennlinie oder Trennfläche zwischen dem zugeleiteten Flud und der schwereren Komponente kann dann in der Nähe der Regulierrillen eingestellt werden, und Tropfen der schwereren Komponente können dann unter Umständen zur Zuleitung zurückgerissen und wieder zentrifugiert werden.

Oder man kann die Tropfen zu der schwereren Komponente hinleiten, die vom Raum 47 abgeleitet wird. Durch eine passende Einstellung der Luftzufuhr und der Flüssigkeitszufuhr zu den Kanälen 95 kann man die Trennlinie ganz genau einstellen, und wenn eine angemessene Flüssigkeitsmenge zugeführt wird, kann man, wenn die durch das Organ ausströmende schwerere Komponente 'kleiner ist als die Summe der von der Zentrifugentrommel ausgeschleuderten schwereren Komponente und der zugeführten Flüssigkeitsmenge, erreichen, daß zugeführte Flüssigkeit im Gegenstrom in den Zentrifugierraum gegen die ausgleitende schwerere Komponente geht und dieselbe auslaugt.

Soll die Zentrifuge in der chemischen Industrie angewandt werden, ist es zweckmäßig, diese aus Materialien herzustellen, die Widerstandsfähigkeit aufweisen gegenüber Angriffen von Chemikalien, hohen Temperaturen und Temperaturschwankungen sowie Abnutzung, damit die Zentrifuge für den Gebrauch bei Reaktionen geeignet ist.

Zur Krhöhung der Zentrifugierfähigkeit der Zentrifuge können die gegenüberliegenden Seiten der Durcliströmuiigsräume isoliert werden oder verschiedenes Potential haben, oder sie können aus solchen verschiedenen Materialien hergestellt werden, daß das durchströmende Flud ihnen diese verschiedenen Potentiale gibt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Zentrifuge zum Trennen von Komponenten verschiedenen spezifischen Gewichts eines flüssigen oder gasförmigen Mediums, deren Trommel einen peripheren Auslaß für eine abseparierte Komponente und einen zentralen Auslau für eine andere abseparierte Komponente hat und von einem feststehenden Gehäuse umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere des feststehenden Gehäuses in zwei koaxiale Räume geteilt ist, die durch einen Spalt miteinander verbunden sind, und daß die Trommel hermetisch eingeschlossen und rotierbar in dem inneren der beiden Räume angeordnet ist, dessen Form der Form der Trommel angepaßt ist, so daß zwischen der Innenwandung des Gehäuses und der Außenwandung der Trommel ein Spaltraum gebildet ist, der zur Aufnahme eines Fluds während der Rotation der Trommel bestimmt ist, und daß ferner der äußere der beiden Räume des Gehäuses mit einer regulierbaren Auslaßöffnung für eine abseparierte Komponente versehen ist.
2. Zentrifuge nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelraum des feststehenden Gehäuses für die abseparierte schwerere Komponente einen Einlaßspalt hat, welcher bei den Auslaßöffnungen der Zentrifugentrommel angebracht ist.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung des Sammelraumes mit einem für die Beibehaltung des Druckes gedrosselten Auslaßorgan versehen ist.
4. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel hat, mittels deren dem am nächsten der Umdrehungsachse gelegenen Teil des Raumes zwischen der Zentrifugentrommel und¹ dem feststehenden Gehäuse ein Flud zugeführt werden kann.
5. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifugierraurn der Zentrifugentrommel mit Tellern versehen ist, der den Raum in eine Anzahl koaxiale Räume aufteilt und Durchströmungsspalte oder -Öffnungen bildet, durch die die abseparierte schwerere Komponente unter Einwirkung der Zentrifugalkraft zum Sammelraum des feststehenden Gehäuses geführt wird.
6. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller des Zentrifugierraumes annähernd kegelstumpfförmig sind.
7. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrifugierraum zwei Sätze annähernd kegelstumpfförmiger Teller hat, die ihre Grundflächen gegeneinander mit einem solchen Abstand voneinander kehren, daß zwischen den beiden Sätzen sich Durchlaßöffnungen bilden, durch die die abseparierte schwerere Komponente zum Sammelraum des feststehenden Gehäuses geführt wird.
8. Zentrifuge nach Anspruch 1 'bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller Durchlaßöffnungen haben, die die Räume zwischen den Tellern miteinander verbinden.
9. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zentral angeordnete Auslaßöffnung zur Entnahme aus der Zentrifugentrommel zweier abseparierter leichterer Komponenten von verschiedenem spezifischem Gewicht in zwei voneinander getrennte Auslaßkanäle geteilt ist.
10. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen dem feststehenden Gehäuse und der Zentrifugentrommel an dem Teil eingeengt ist, der in der Nähe der peripheren Auslaßöffnungen der Zentrifugentrommel liegt.
11. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaßspalt des Sammelraumes mit quer gehenden Rippen versehen ist, die' eine Umdrehung der Komponente im Sammelraum verhindern.
12. Zentrifuge nach Anspruch ι bis 9 oder 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daB die Zentrifugentrommel in der Nähe der peripheren Auslaßöffnung Durchlaßöffnungen aufweist, die so ausgebildet sind, daß durch dieselben unter Druck ein Flud in die Zentrifugierräume geleitet werden kann.
13. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das feststehende Gehäuse in der Nähe der größten Peripherie der Zentrifugentrommel mit Einlaßöffnungen mit Regulierorganen zum Regulieren der Zufuhr eines Fluds zum engen Raum zwischen Gehäuse und Trommel versehen ist.
14. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9 und 13, gekennzeichnet durch Regulieranordnungen zur Einstellung und Regulierung der Trennfläche zwischen der im Sammelraum unter Druck befindlichen schwereren Komponente und dem im Zwischenraum zwischen der Zentrifugentrommel und dem feststehenden Gehäuse unter Druck befindlichen Flud, welche aus in der Nähe der peripheren Auslaßöffnungen der Zentrifugentrommel angeordneten Rillen oder Kanälen bestehen, die in leitender Verbindung mit einem oder mehreren mit Regulierorganen versehenen Behältern stehen, welche ein Flud oder Flude enthalten, die den genannten Rillen oder Kanälen unter einem regulierbaren Druck zugeführt werden.
15. Zentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen oder Kanäle in dem feststehenden Gehäuse angebracht sind.
16. Zentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen oder Kanäle in der rotierenden Zentrifugentrommel angebracht sind.
17. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9 und 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulieranordnungen Organe umfassen, die dem Zwischenraum zwischen derZentrifugentrommel und dem feststehenden Gehäuse gleichzeitig zwei, verschiedene Flude zuführen können.,
18. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9 und 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulieranordnungen dazu eingerichtet sind, durch die Verschiebung einer Flüssigkeitssäule zu wirken.
19. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9 und 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulieranordnungen dazu eingerichtet sind, durch eine Druckänderung zu wirken.
20. Zentrifuge nach Anspruch 1 bis 9 und 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet' daß die Regulieranordnungen so eingerichtet sind, daß sie den Radius von der Umdrehungsachse zur Trennfläche zwischen der im Sammelraum befindlichen schwereren Komponente und dem zum Zwischenraum zwischen der Zentrifugentrommel und dem feststehenden Gehäuse zügeführten Flud dadurch einstellen können, daß die nach dem genannten Raum geförderten Flude dosiert werden, wobei die Regulieranordnungen einen gedrosselten Auslaß zur Ableitung des Fluds von den Regulierrillen oder Kanälen enthalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

0 5139 4.52