DK155424B - Centrifuge til separering af en opslaemning - Google Patents

Description

i

DK 155424 B

Opfindelsen angår en centrifuge, især af snekketypen, til separering af en opslæmning, hvor væskefasen skal adskilles i to bestanddele med forskellig vægtfylde, og nærmere bestemt af den i indledningen til krav 1 an-5 givne art.

Fra beskrivelsen til tysk patent nr. 27 07 111 kendes en centrifuge, som kan omstilles fra tofasedrift til trefasedrift og omvendt. Ved tofase-drift er samtlige passager, hvormed udslusningskammeret 10 er forbundet med separeringskammeret, åbne for udslusning af væskefasen af det i udslusningskammeret indsatte skrælleudtag. Samtidig er de radiære udtag lukkede. Stempladen mellem separeringskammeret og udslusningskammeret er fjernet, således at det alene er skrælleudtaget, der 15 er i funktion til udslusning af væskefasen. Ved trefase drift, dvs. hvor væskefasen skal adskilles i to forskellige bestanddele med forskellig vægtfylde, blokeres en del af passagerne i den side, der vender bort fra separeringskammeret. Samtidig åbnes de til de pågældende 20 passager hørende radiære udtag. Stempladen indsættes på en sådan måde, at de passager, som ikke er blokeret, hver bevarer en åbning ind til separeringskammeret, hvilken åbning befinder sig i en radiel ydre position i forhold til rotationsaksen for modtagelse af væskefasen med 25 stor vægtfylde. De øvrige passager dækkes af stempladen på en sådan måde, at væskefasen med lille vægtfylde kan passere ud denne vej, dvs. at passagerne er dækket i deres radiært ydre område. Væskefasen med lille vægtfylde udledes via de radiære udtag og opsamles i en ydre opsamlingsbeholder.

Eksempelvis kan centrifugalseparering benyttes til at udskille et bestemt affalds- eller skadestof fra en væskeblanding eller vaeskeopslæmning. Ved den omtalte kendte centrifuge udledes den tunge væskebestanddel via skrælleud-35 taget, medens den lettere bestanddel udledes gennem de ra diære udtag. Grunden til, at man foretrækker at udlede den tun-

DK 155424 B

2 ge bestanddel gennem skrælleudtaget, skyldes skrælleudtagets radiære indstillelighed, som gør det muligt at foretage en hurtig og nøjagtig indstilling af centrifugen under driften. Udledningen af den lette væskefase ved 5 overløb over stempladen fører imidlertid let til, at der oplades luft i væsken. Dette forhold er især uønsket i tilfælde, hvor den lette væskefase er følsom over for luft, f.eks. når væskefasen er let oxiderbar, flygtig eller opskummelig. Eksempelvis gælder dette for æteriske 10 olier. I disse tilfælde er der behov for at udlede den lette væskefase via skrælleudtaget og fortrinsvis under tryk, således at luftopblandingen i væsken effektivt forhindres.

Til grund for opfindelsen ligger den opgave, at an-15 vise en centrifuge af den omhandlede art, som på enkel måde' gør det muligt, at bytte om på udtagene på de to væskefaser, dvs. som tillader en valgfri udledning af væskefaserne via skrælleudtaget og ved overløb over stempladen.

20 Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved at udforme centrifugen som angivet i den kendetegnende del af krav 1.

Ombygningen af udtagene sker ved at ændre stempladens stilling i centrifugen. Stempladens stilling er afgørende for, hvilke af passagerne der står i forbindelse med sepa-25 reringskammerets radiære indvendige del og hvilke, der står i forbindelse med den radiære udvendige del. Den yderligere stemplade forhindrer udløb fra separeringskammeret, når den tungeste fase ledes ind i opsamlingsbeholderen. På denne måde kan man vælge, om den tungere eller den lettere 30 bestanddel af væsken skal udledes via skrælleudtaget. Ved centrifugering af en given væskeblanding kan man følgelig tage hensyn til de to væskefasers forskellige følsomhed over for luftindblanding, således at den mest følsomme bestanddel udtages via skrælleudtaget. Dette uanset om der er tale

DK 155424 B

3 om den tunge eller den lette bestanddel i blandingen.

Fordelagtige udførelsesformer fremgår af underkravene.

Det er grundlæggende muligt at indrette stempladen på en sådan måde, at indstillingen kan ske 5 fra centrifugens udvendige side. Denne egenskab er især praktisk, når centrifugen skal benyttes til forsknings-og forsøgsformål, dvs. i laboratorier, hvor en omstilling fra én driftform til en anden ofte er påkrævet.

I andre tilfælde, hvor centrifugen indgår i en egentlig 10 produktion, dvs. hvor den fortrinsvis benyttes til én bestemt væskeblanding eller opslæmning, lægges der vægt på, at én og samme centrifuge kan anvendes til forskellige separeringsopgaver, og at omstillingen fra én driftsform til en anden kan ske uden udskiftning af dele i cen- 15 trifugen.

De to grupper passager i centrifugen kan fordeles på forskellig indbyrdes måde. Eksempelvis kan passagerne være fordelt skiftevis efter hinanden langs omkredsen. En særlig gunstig rotationssymmetrisk fordeling er angivet 20 i krav 3.

Antallet og størrelsen af passager ihvert af de to sæt vælges grundlæggende efter, hvor store mængder af de to forskellige væskefaser, der skal udledes gennem de respektive udtag. Så vidt muligt fordeles passagerne 25 i hvert sæt regelmæssigt langs omkredsen. Udsparingerne i stempladen placeres i overensstemmelse med passagerne og under hensyntagen til de funktioner, der ønskes.

I en foretrukket udførelsesform er skrællemundstykket trinløst indstilleligt i radial retning. Den trinløse radiale indstillelighed tillader en nøjagtig indstilling af udtaget i forhold til lagdelingen i centrifugens separe-3ø ringskammer.

DK 155424 B

4

Den aksiale bortledning af væsken fra separeringskammeret sikrer en fortsat adskillelse af de to væskebestanddele, også efter at disse er udtaget fra centrifugen. Skrælleudtaget giver ikke anledning til luftindbiånding i væsken.

5 I en videre foretrukken udførelsesform er også det radiære udløbsniveau indstilleligt således som angivet i krav 10. Indstillingen af udløbsniveauet kan ske både for den lette og den tunge væskebestanddel, i begge tilfælde ved passende radiær forskydning af de respektive kanter 1° i stempladens udsparinger.

De centrifugebestanddele, som skal håndteres af omstillingen af centrifugen fra én driftsform til en anden, er relativt lette og kan let løftes af én mand alene.

Selve dækslet er af konstruktive grunde relativt tykt, 15 idet der i dækslet skal være plads til de radiære udtag.

Både dækslet og stempladen er konstruktivt hængte og lette at fremstille.

Fikseringen af stempladen i de forskellige stillinger kan ske ved hjælp af passende positioneringsindgreb eller 20 andre former for stillingsmarkeringer.

Opfindelsen skal forklares nærmere i forbindelse med tegningen, hvor fig. 1 viser et udsnit af en centrifuge ifølge opfindelsen i aksialt snit langs linien I-I i fig. 2, 25 fig. 2 centrifugens stemplade set i retning fra sepa reringskammeret, og fig. 3 samme udsnit som vist i fig. 1, men med stempladen i en anden stilling.

Den viste centrifuge er af snekketypen. På tegningen 30 er medtaget en del af centrifugens tromleformede ydervæg 1, som omslutter den ikke viste snekke. Rummet mellem ydervæggen 1 og snekkens nav danner centrifugens separeringskammer 2. Udsnittet i fig. 1 og 3 viser centrifugens

DK 155424 B

5 udløbsende. Modsat udløbsenden findes et faststofudtag i tilslutning til snekken.

I udløbsenden er separeringskammeret 2 lukket med et dæksel 3, der slutter tæt til tromlen 1. Dækslet er kon-5 centrisk med tromlen og er udformet med fire passager 4, der er jævnt fordelt langs omkredsen. Hver passage 4 har form som en cylindrisk, aksial boring. Passagerne 4 strækker sig mellem separeringskammeret 2 og et udslusningskammer 5, hvilket befinder sig mellem dækslet 3 og 10 en udvendig dækselflange 6. Dækselflangen afslutter cen trifugen i udløbsskinnen. I udslusningskammeret 5 er indsat et skrælleudtag 7, hvis skrællemundstykker 8 er radialt indstilleligt ved drejning udefra af en excenter. Indstillingsmekanismen for skrælleudtaget skal ikke for-15 klares nærmere her. Skrælleudtaget 7 leder den opsamlede væske radiært indad mod rotationsaksen og videre ud gennem en aksialt forløbende kanal til en udløbsåbning 9, der befinder sig uden for dækselflangen 6. Udløbsåbningen 9 står i forbindelse med en ikke vist opsamlingsbeholder.

20 Hvis de fire passager 4 alle er åbne ind til udslus ningskammeret 5, virker centrifugen som en tofasecentri-fuge, dvs. at den behandlede blanding eller opsl mning separeres i en faststoffase og en væskefase. Faststoffasen udledes via snekkeudtaget, væskefasen udledes via udslus-25 ningskammeret 5 og skrælleudtaget 7.

Ved trefasedrift separeres blandingen eller opslem-ningen i en faststoffase og to væskefaser med forskellig vægtfylde. Faststoffasen udtages ved snekken som forkla-30 ret ovenfor. De to væskefaser deler sig i to lag i sepa reringskammeret som følge af forskellen i vægtfylde, skillefladen mellem de to væskelag er antydet i fig. 1 og 3 med stiplede streger. Den tunge væskefase fordeler sig yderst i separeringskammoret, den lette væskefase inderst.

35 De to væskefaser skal udtages hver for sig fra centrifugen, 6

DK i 55424 B

og til det formål er de to af passagerne 4 lukket i den ende, der vender ud mod udslusningskammeret 5 ved hjælp af tætsluttende dæksler 10. De to andre passager 4 forbliver åbne ind til udslusningskammeret 5.

5 Endvidere forsynes centrifugen med en indvendig stem plade 11, der placeres ind i anlæg mod dækslet 3 på den side, der vender ind mod separeringskammeret. Stempladen 11 dækker delvis over passagerne 4 på en sådan måde, at de passager, som er udset til at fungere som udtag for 10 den lette væskefase, er tildækket yderst, medens de pas sager, som skal fungere som udtag for den tunge væskefase, er tildækket inderst regnet i radiær retning. De sidstnævnte passager står i forbindelse med udslusningskammeret, således som det fremgår af fig. 1. Stempladen er 15 forsynet med udsparinger i overensstemmelse med det ud løbsprincip, der er forklaret ovenfor.

Stempladen skal forklares nærmere i forbindelse med fig. 2.

Fig. 2 viser stempladen 11 set i aksial retning fra 20 separeringskammeret 2. Stempladen er symmetrisk udformet, dvs. at udsparingerne til de to sæt passager 4 befinder sig parvis diametralt udsat og fordelt med lige stor indbyrdes afstand langs omkredsen.

Stempladen er fremstillet af en plan, ringformet ski-25 ve. Skiven er forsynet med to cirkelafsnitformede udspa ringer 15 langs randen, hvilke udsparinger befinder sig diametralt modsat regnet i forhold til skivens centrum. Udsparingerne 15 befinder sig ud for to modsat liggende passager 4 i dækslet og frigiver de radiært yderste dele 30 16. af disse passager. De fritliggende dele 16 af pasag- erne tjener som udløb for den tunge væskefase, hvilken udtages fra separeringskammeret 2 via udslusningskammeret.

Langs den ringformede skives indvendige rand findes to andre udsparinger 17, hvilke befinder sig diametralt 35 modsat og samtidig vinkelforskudt 90° i forhold til de to førstnævnte udvendige udsparinger 16. De to indvendige

DK 15S424 B

' 7 udsparinger 17 befinder sig ud for de to andre passager 4 og frigiver de radiært inderste dele af disse. De således frembragte frie åbninger tjener som udløb for de lette væskefaser fra separeringskammeret 2.

5 Den lette væskefase udledes via radiære udløbsåbninger 12 fra de respektive passager 4. Udløbsåbningerne 12 er i den viste udførelsesform forsynet med studse 19. Udvendig i forhold til udløbsåbningerne 12 er monteret en opsamlingsbeholder 13. Den tunge væskefase udledes fra 10 separeringskammeret 2 via udsparingerne 15, udslusnings kammeret 5 og skrælleudtaget 7.

Som vist i fig. 2 er stempladen 11 forsynet med to halvcirkelformede randudsparinger 21, der befinder sig indbyrdes vinkelforskudt 90°. Indvendig i dækslet 15 3 er anbragt en modsvarende markeringsknast 20, beregnet til indgreb i udsparingerne. Knasten gør det muligt valgfrit at placere stempladen i to forskellige stillinger med en indbyrdes vinkelforskydning på 90°. De to forskellige stillinger er antydet i fig. 2 med stiplet streg.

Of)

Ved skift af stilling trækkes stempladen 11 aksialt ud fra dækslet, drejes 90? indtil den anden udsparing 21 befinder sig ud for knasten 20, hvorefter stempladen trykkes ind på plads igen i anlæg mod dækslet. I den anden med stiplet streg antydet stempladestilling har 25 de to sæt udsparinger 16 og 17 skiftet stilling i for hold til de to sæt passager 4, hvilket umiddelbart fremgår af tegningen. Fig. 3 viser centrifugen med stempladen i denne anden stilling.

I den anden stempladestilling befinder dennes radi-= O Λ ært udvendige udsparinger 15 sig ud for de dækselpassager 4, som er lukket af i forhold til udslusningskammeret 5.

Dvs. at disse passager nu tjener som udløb for den tunge væskefase, hvilken udledes via de radiære udløb 12 og studsene 19. Disse studse 19, som er radialt indstilleli-35 ge, bestemmer med deres indadvendende mundinger væske niveauet i de respektive passager 4. Ved passende indstilling af studsene 19 kan separeringsvirkningen i

J

DK 155424 B

8 separeringskammeret 2 finjusteres.

Stempladens 11 indvendige udsparinger 17 befinder sig samtidig ud for de dækselpassager 4, som står i forbindelse med udslusningskammeret 5. De frie·gennemløb 18 5 gennem disse udsparinger og passager tjener som udløb for den lette væskefase, hvilken således udledes via udslusningskammeret 5 og skrælleudtaget 7. Dette udløbsprincip hindrer, som allerede forklaret, opblanding af luft i den lette væskefase.

10 Omstillingen af centrifugen mellem de to forskel lige driftsformer sker hurtigt og let. De maskindele, som skal håndteres under omstillingsprocessen, er relativt enkle og lette. Stempladen er konstruktiv enkel, og systemet er iøvrigt ukompliceret, hvorfor delene kan 15 fremstilles relativt billigt.

I den viste udførelsesform er centrifugen forsynet med fire passager 4. Der er imidlertid intet i vejen for, at centrifugen kan udformes med et andet antal passager, f.eks. med to sæt hver med seks passager.

Claims (10)

1. Centrifuge, især af snekketypen, til separering af en opslæmning, hvor væskefasen skal adskilles i to bestanddele med forskellig vægtfylde, hvilken centrifuge i den ene aksiale ende er forsynet med et dæksel, hvormed 5 centrifugens separeringskammer er afsluttet i den pågældende ende, hvilket dæksel er forsynet med et antal aksiale passager (4) fordelt langs omkredsen, hvor et første sæt af disse passager udmunder i en ydre opsamlingsbeholder (13), og hvor de øvrige passager står i forbindelse med et internt 10 i centrifugen udformet udslusningskammer (5), hvori er an bragt et skrælleudtag (7), og hvilke passager (4) er delvis afblændet ind mod separeringskammeret (2 ) ved hjælp af en stemplade (11) på en sådan måde, at det første sæt passager står i forbindelse med centrifugesepareringskamme-15 rets radiært indvendige dele samtidig med, at det andet sæt passager står i forbindelse med de radiært ydre dele af separeringskammeret (2), kendetegnet ved, at stempladen (11) valgfrit kan anbringes i en anden stilling, hvor det første sæt passager (4) står i forbindelse med 20 separeringskammerets (2) radiært ydre dele og det andet sæt passager i forbindelse med de radiært indvendige dele, og at der i det første sæt af passagerne (4) yderligere er indbygget en stemplade.

2. Centrifuge ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at stempladen (11) har form som en ringskive, hvori der findes et system af udsparinger (15,17) til forbindelse afpassagerne (4) med de respektive dele af separeringskammeret.

3. Centrifuge ifølge krav 1 eller 2, kendetegn- 30 et ved, at passagen eller passagerne (4) i det første sæt og tilsvarende passagen eller passagerne i det andet sæt er fordelt indbyrdes med regelmæssige vinkelintervaller langs dækslets (3) omkreds og fortrinsvis skiftevis efter hinanden. DK 155424B

4. Centrifuge ifølge krav 3, kendetegnet ved, at stempladen (11) er fikserbar i det mindste i to forskellige stillinger ved drejning om sin egen akse et vinkelskridt svarende til det ovennævnte vinkelinterval 5 mellem passagerne (4).

5, Centrifuge ifølge et eller flere af kravene 2-4, kendetegnet ved, at stempladen (11) er positionerbar i de forskellige stillinger ved hjælp af samvirkende formfaste markeringsindgreb (20,21).

6. Centrifuge ifølge et eller flere af kravene 1-5> kendetegnet ved, at passagerne (4) er udført som boringer, hvis akseretninger forløber parallelt med centrifugeaksen, og hvor de til det første sæt hørende passager, hvilke som nævnt„udmunder i en opsamlingsbe-15 holder (13),hver er lukket i den aksiale ende, der ven der bort fra separeringskammeret (2), f.eks. ved hjælp af et dæksel (10).

7. Centrifuge ifølge et eller flere af kravene 1-6, kendetegnet ved, at skrællemundstykket (8) 20 på skrælleudtaget (7) er trinløst radialt indstilleligt.

8. Centrifuge ifølge krav 7» kendetegnet ved, at skrælleudtaget (7) er forsynet med et aksialt rettet udløb.

9. Centrifuge ifølge et eller flere af kravene 1-8, 25 kendetegnet ved, at passagerne (4) i det første sæt udmunder i opsamlingsbeholderen (13) via radiære udløb (12) i dækslet (3)» hvilket udløb er forsynet med radiære udløbsstudse (19).

10. Centrifuge ifølge krav 1-9» kendetegnet 30 ved, at det radiære udløbsniveau er indstilleligt, fortrinsvis ved at udforme udløbsstudsene (19) med en radiær indstillelighed i de respektive udløbsåbninger (12).