DK1414582T4 - Afbøjningsring til en selvtømmende centrifuge. - Google Patents

Description

Opfindelsen angår udstyr til separering af væske og fast stof i centrifuger, navnlig tallerkenseparatorer med automatisk udløb. Opfindelsen angår navnlig en pastaafbøjningsring med ringformet prelvæg til en selvtømmende centrifuge, samt den selvtømmende centrifuge.

Tallerkenseparatorer er centrifuger, som er udstyret med et centralt anbragt tilløb for suspensionen, i tromlen værende koniske tallerkner, som ved hjælp af den optrædende centrifugalkraft og de korte sedimentationsveje tjener som udskiller for fine partikler. De udskilte partikler glider langs tallerkenen i samlekammeret for fast stof og mod tromlens største diameter. Den klarede væske udledes via en overløbsdæmning trykfrit eller ved hjælp af en som pumpeløbehjul udformet såkaldt griber under tryk.

For ringe faststofindhold anvendes tallerkenseparatorer med hikket tromle, som skal tømmes manuelt. Til højere faststofindhold skal tromlerne udstyres med et tømningssystem, som tillader fraførsel som slam af det samlede tromleindhold med fast og flydende materiale.

Der kendes tallerkenseparatorer med stående eller ophængt tromle.

Fra tysk Offenlegungsschrift DE 198 46 535 Al kendes en centrifuge med ophængt tromle, hvorved der under tromlen er anbragt en slangepose til opfangning af fast materiale. Centrifugens beholder er udformet cylindrisk i tromlens udslyngningszoneområde.

Dette har den ulempe, at det udslyngede faste materiale i udslyngningszonens område kan blive hængende, og at en central indsamling af faste materialer ikke er mulig.

Det er også kendt, at såkaldte delgennemskylninger er mulige ved velflydende faststofpastaer ved realisering af en yderst kort tromleåbningstid, hvilket tillader en højere faststofkoncentration i de udledte pastaer. DE 198 46 535 A angår en centrifuge, hvormed en i vid udstrækning tabsffi faststofproduktion på basis af den centrifugerede masse er mulig. Derved opfanges det af centrifugetromlen udskilte faste materiale i en pose, der er anbragt i en beholder, hvorved centrifugetromlen rager ind i beholderens indre og ind i en øvre åbning af posen. Således kan fast materiale opfanges ffa det centrifugerede materiale uden tab. WO 95/21697 angår en indretning til centrifugal separering, f.eks. separering af sukker, og som bl.a. omfatter en deflektor. I den senere tid har det været forsøgt at fremstille en højkoncentreret pasta ved at fjerne den flydende del fra tromlen før tømning og fralede denne gennem en kontrollerbar spalte, der er større end hidtil sædvanligt.

Opfindelsens formål er endvidere at tilvejebringe en selvtømmende centrifuge til procesteknisk behandling af højkoncentrerede pastaer og med en ophængt tromle med to eller flere udløbsslidser, og som muliggør en skånsom afbøjning af det fra udløbsslidsen udførte faste materiale ind i en opfangningsbeholder på centrifugen.

Systemafhængigt sker pastaudledningen under centrifugalacceleration i vandret retning på et cirkulært omfang og kan opfanges i en ringformet beholder. Det er dog ønskeligt at samle pastaen i en under tromlen værende beholder. Dette er fortrinsvis muligt ved et centrifugeudløb med ophængt tromle. Pastaen skal da afbøjes fra vandret retning og nedad ind i beholderen.

Ifølge opfindelsen opnås dette formål med genstanden ifølge krav 1 med en pastaafbøjningsring og en dermed forbundet, frigørbar pastabeholder, som er i stand til at optage pastaen fra flere tromletømninger. Denne ring er således udformet, at afbøjningen er forbundet med mindst mulige produkttab.

Afbøjningsringen er udformet med en kappekøling. Kølekappen er f.eks. en dobbeltvæg på afbøjningsringens udvendige omkreds, som kan gennemstrømmes af et varmevekslermedium.

Dermed muliggøres en skånsom og navnlig uden særlige forskydninger optrædende afbøjning af det fra udløbsslidsen udslyngede faste materiale ind i centrifugens opsamlingsbeholder.

Afbøjningsringen er kendetegnet ved, at prelpladens inderkontur umiddelbart under prelfladen, navnlig set over et vilkårligt længdesnit af afbøjningsringen, er udformet cirkulært eller parabelformet.

Hermed udføres afbøjningen endnu mere produktskånsom og forskydningsrisikoen minimeres yderligere.

Afbøjningsringen er således udformet, at prelvæggen i området neden under udløbsslidsen har en krummet inderkontur set i det geometriske længdesnit med en krumningsradius på >20 mm, fortrinsvis fra 30 til 50 mm.

Sidstnævnte krummede vægflade kan også være udformet svarende til en kurve med over forløbsstrækningen foranderlig radius.

Afbøjningsringens prelvæg har i en særligt foretrukket udførelsesform en vinkel y med vandret på 3-30°, fortrinsvis 5-15°, i området oven over udløbsslidsens åbningsbredde.

En foretrukket variant af afbøjningsringen er kendetegnet ved, at prelfladens inderkonturs tangent i området under afbøjningskonturen for afbøjningsringen i forhold til lodret set i geometrisk længdesnit har en vinkel 3 på op til 30°, fortrinsvis 5-15°. Den lodrette er herved parallel med tromlens rotationsakse.

Dermed opnås en særlig gunstig føring for det udslyngede produkt i retning mod opsamlingsbeholdernes midte.

Afbøjningsringen har i en foretrukket variant ved sin nederste ende en afrivningskant, som eventuelt er underskåret.

Afbøjningsringen er navnlig udført i ét stykke med opsamlingsbeholderen eller særligt foretrukket er den frigørbart forbundet med centrifugens opsamlingsbeholder. I en foretrukket udførelsesform er afbøjningsringens produktberørende overflade forsynet med en glat belægning, navnlig af PTFE eller metallegeringer. I en yderligere foretrukket variant har afbøjningsringen en eller flere dyser til indsprøjtning af flydende kvælstof.

Disse dyser er navnlig anbragt fordelt på afbøjningsringens omkreds neden under prelfladen, der modsvarer udløbsslidsens åbningsbredde.

Opsamlingsbeholderen er fortrinsvis udformet cylindrisk eller nedefter konisk indsnævr ende.

Den koniske indsnævring af opsamlingsbeholderen letter udledningen af f.eks. trosset produkt fra beholderen. Beholderens overkant er navnlig således udformet, at der opstår en hvirvelreduceret strømning neden under den fortrinsvis anbragte afrivningskant for afbøjningsringen.

De produktberørte indvendige flader af opsamlingsbeholderen er ligeledes i en foretrukket udførelsesform forsynet med en glat belægning, navnlig af PTFE eller metallegeringer. I opsamlingsbeholderen er særlig foretrukket indlagt en pose af elastisk eftergiveligt materiale, som navnlig kan fikseres til beholdervæggene ved hjælp af vakuum.

Egnede materialer til posen er alle folieformstoffer, navnlig polypropylen, polyethylen, polyvinylchlorid.

Opsamlingsbeholderen er i en foretrukket yderligere udformning for centrifugen udformet med en tempereringsindretning, navnlig med en kappekøling.

Opsamlingsbeholderen har fortrinsvis yderligere organer til transport, navnlig ved hjælp af gulvtransportørindretninger.

Den øverste åbning i opsamlingsbeholderen er særlig foretrukket udformet som delflange.

Derved kan opsamlingsbeholderen f.eks. lukkes med et dæksel og være således udformet, at tilkobling til andre procestekniske indretninger, navnlig til en opløsningstank, er mulig.

Til anvendelse inden for det bioteknologiske område, f.eks. ved separering af pastaer eller klaring af væsker i plasmafraktionering af blod fra mennesker er opsamlingsbeholderen udført således, at den kan kappekøles.

Til forbedring afkølevirkningen kan der være tilvejebragt en eller flere dyser, gennem hvilke flydende kvælstof kan indføres i gaskammeret i nærheden af den roterende tromle for at undertrykke den luftffiktionsbetingede opvarmning af udløbskammeret.

Der kendes tallerkenseparatorer, der kan renses automatisk ved cleaning-in-place. Hertil skylles separatoren under bestemte, til dels særlige driftstilstande med forskellige rensevæsker. Til understøtning af rensningen kan der tilvejebringes specielle CIP-dyser. Ved formgivningen af konstruktionsdelene og tætningerne mellem konstruktionsdelene må der tages hensyn til en god tilgængelighed ved rensningen.

Beholderen kan være udført af metalliske eller ikke metalliske materialer. Beholderen kan være anbragt frigørbart eller ikke frigørbart i et stativ, som transporteres eller kan stables ved hjælp af gulvtransportørkøretøjer.

Beholderen kan være forsynet med et dæksel eller med en automatisk åbningsskyder og være egnet til fyldning af opløsningstanke.

Beholderen kan være udstyret med en mæsknings- eller smeltningsindretning, som tillader indføring af indholdet i opløsningstanken som flydedygtig suspension.

Ligesom afbøjningen kan også beholderen f.eks. være udstyret således, at den kan kappekøles til anvendelse i bioteknologien.

Opfindelsen vil i det følgende blive nærmere forklaret med henvisning til figurerne. På tegningen viser fig. 1 et længdesnit af en modificeret centrifuge 1, og fig. 2 en forstørret detalje af længdesnittet ifølge fig. 1.

EKSEMPLER

Udløbet af en biologisk pasta, som udfældes ved fraktionering af menneskeligt blodplasma, sker fra en centrifugetromle 14 med en yderdiameter på 468 mm ved et tromleomdrejningstal på 7000 1/min og afbøjning af blodplasmapastaen ved hjælp af en pastaafbøjningsring 4. Centrifugen 1 har en drevdel 13 til drift af tromlen 14 med en tilførsel 11 for plasma. Tromlen 14 er ophængt i en delbar underdel af centrifugen 1, som omfatter kappehuset 10 med tilførselsledninger 19 og udløbsledninger 22 for en kølevæske og fødeledninger 9 til flydende kvælstof, afbøjningsringen 4 og opsamlingsbeholderen 7. Opsamlingsbeholderen har en kølekappe 16 med tilførselsledninger 20 og udløbsledninger 21 samt påsvejste transportlasker 18. Tromlen 14 har desuden et udløb 12 for den klarede væske. Fig. 2 gengiver detaljeret afbøjningsringen 4. Pastaafbøjningsringens 4 prelvæg 2 har en vinkel α = 15° (se fig. 2) med vandret i udløbsslidsens 3 område. Vinklen γ oven over udløbsslidsens 3 åbningsbredde hælder ligeledes 15° mod vandret, således at prelfladen 8 i sig selv og det derover beliggende område i projektionen danner en ret linie. Neden under prelfladen afbøjes den udløbne pasta gennem en set i længdesnit cirkulær kontur med en krumningsradius r på 45° i retning mod opsamlingsbeholderens 7 beholderbund. For at lede de udledte faste materialer fra beholdervæggen bort i retning af bundens midte hælder den dermed forbundne flade 19 en vinkel β = 10° mod lodret. Pastaafbøjningsringen 5 har en afrivningskant 6 ved sin nederste ende.

Med denne geometri kan en tilnærmelsesvis fuldstændig pastaafbøjning opnås. F.eks. fandtes efter 2 udtagninger fra centrifugetromlen 98,3% af den udtagne faststofmasse i den derunder værende opsamlingsbeholder 7 og kun 1,7% på afbøjningsringens overflade. Et yderligere forsøg med en anden biologisk pasta resulterede efter 6 udtagninger af en faststofmasse i opsamlingsbeholderen i 99,5% og tilsvarende et tab på 0,5% på pastaafbøjningsringens overflade.

Claims (13)

1. Selvtømmende centrifuge til procesteknisk behandling af højkoncentrerede pastaer og bestående af et eventuelt nedkøleligt hus (10), en tilførselsledning (11) for suspensionen, en udløbsledning (12) for den klarede væske, en ophængt og med en øverst beliggende drevdel (13) forbundet tromle (14) med to eller flere udløbsslidser (3) og en opsamlingsbeholder (7), hvorved centrifugen endvidere har en pasta-afbøjningsring med ringformet prelvæg (2), kendetegnet ved, at afbøjningsringens (4) vinkel α for tangenten til den over for udløbsslidseme værende prelvæg (2) i forhold til vandret over hele udløbsslidsens (3) åbningsbredde andrager fra 3 til 60°, og at afbøjningsringen er forsynet med en kappekøling (8), og at prelvæggens (2) inderkontur set umiddelbart under prelfladen, navnlig set over et vilkårligt længdesnit af afbøjningsringen, har form som en cirkel eller en parabel, og at prelvæggen (2) i området neden under udløbsslidsen (3) set i det geometriske længdesnit har en krummet inderkontur med en krumningsradius på >20 mm, fortrinsvis fra 30 til 50 mm.

2. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1, kendetegnet ved, at prelvæggen (2) i området oven over udløbsslidsens (3) åbningsbredde har en vinkel i forhold til vandret på 3-30°, fortrinsvis fra 5 til 15°.

3. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-2, kendetegnet ved, at tangenten til prelfladens (5) inderkontur i området under pasta-afbøjningsringens (4) afbøjnings-kontur i forhold til lodret set i geometrisk længdesnit har en vinkel β på op til 30°, fortrinsvis 5-15°.

4. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-3, kendetegnet ved, at pasta-afbøjningsringen (4) ved sin nederste ende har en afrivningskant (6), der eventuelt er underskåret.

5. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-4, kendetegnet ved, at pasta-afbøjningsringen (4) er udformet i ét stykke med en opsamlingsbeholder eller er frigørbart forbundet med centrifugens (1) opsamlingsbeholder.

6. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-5, kendetegnet ved, at den overflade af pasta-afbøjningsringen, der berøres af produktet, er forsynet med en glat belægning, navnlig af PTFE eller metallegeringer.

7. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-6, kendetegnet ved, at pastaafbøjningsringen har en eller flere dyser (9) til indsprøjtning af flydende kvælstof.

8. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-7, kendetegnet ved, at opsamlingsbeholderen (7) er udformet cylindrisk eller nedad konisk indsnævrende.

9. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-8, kendetegnet ved, at den indvendige overflade af opsamlingsbeholderen (7), der berøres af produktet, er forsynet med en glat belægning, navnlig af PTFE eller metallegeringer.

10. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-9, kendetegnet ved, at der i opsamlingsbeholderen (7) er indlagt en pose (17) af elastisk eftergiveligt materiale, som ved hjælp af vakuum kan flkseres til beholdervæggene.

11. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-10, kendetegnet ved, at opsamlingsbeholderen (7) er udformet med en tempereringsindretning (16), navnlig med en kappekøling.

12. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-11, kendetegnet ved, at opsamlingsbeholderen (7) har yderligere organer (18) til transport, navnlig ved hjælp af gulvtransportørindretninger.

13. Selvtømmende centrifuge ifølge et af kravene 1-12, kendetegnet ved, at opsamlingsbeholderens (7) øverste åbning er udformet som delflange.