DK156990B - Selvtoemmende centrifuge - Google Patents

Description

DK 156990B

Opfindelsen angâr en selvtommende centrifuge af den i krav l’s indledning angivne art, Ved en centrifuge af denne type som f.eks. beskrevet i US-patentskrift 3 823 868 bevæges ringskyderen ved et fjederéléments 5 fjederkraft i lukkeretningen, sâ at udl0bsâbningen holdes lukket, medens ringskyderen mod fjederelemen-tets fjederkraft bevæges i âbnende retning og frigi-ver udl0bsâbningen ved indf0ring af væske i et udad-til âbent trykkammer. I centrifugetromlens væg findes 10 dyseformede âbninger, gennem hvilke væsken fra tryk-kammeret kan slippe ud i det fri. Dette indebærer, at ringskyderen kun kan bevæges i âbnende retning mod fjederkraften, nâr centrifugen er i drift. Alt efter centrifugens udf0relse, dvs. afhængigt af, om den 15 àbnes eller lukkes ved fjederkraft, vil ringskyderen ved centrifugens standsning og stilstand enten blive tomt eller blive fyldt. Hver af disse to muligheder kan være uonsket. Det er heller ikke muligt at kontrol-lere ringskyderens funktion, nâr centrifugen stâr stil-20 le. Desuden retarderes ved denne kendte centrifuge ringskyderens bevægelse og dermed udlcbsâbningens fri-givelse og spærring væsentligt pâ grund af det udad-til âbne trykkammer og væskens langsomme bortstromning fra trykkammeret gennem de dyseformede âbninger i væg-25 gen. Dette har en meget uheldig indvirkning pâ bortled-ningen af det udskilte stof fra centrifugen. Man kan ved den kendte centrifuge heller ikke kontrollere ringskyderens faktiske bevægelse, sâ at vidden af den rote-rende centrifugetromles udl0bsâbning ikke er kontroller-30 bar. Man ved sâledes aldrig mjagtigt, hvornâr udlobs-âbningen er helt frigivet, eller i hvilket 0jeblik den lukkes af ringskyderen. Ringskyderens bevægelse og dermed ogsâ udl0bsâbningens frigivelse og spærring er der-for ved den kendte centrifuge ikke blot afhængig af 35 driftstilstanden, men ogsâ af faststof-væskeblandingen i centrifugetromlen og blandingens tiyk, der er afhængigt af centrifugalkraften, hvorfor centrifugen som nævnt kun

DK 156990 B

2 er meget vanskeligt kontrollerbar under driften og overhovedet ikke kan kontrolleres, nâr centrifugen stâr stille.

Desuden kendes fra DE-patentskrift 294 381 en centri-3 luge, hvis pâ ydersiden anbragte ringskyder kan brin-ges i spærrestillingen henholdsvis i frigivelsesstil-lingen ved hjjælp af et antal i skillebeholderens bund anbragte dobbeltstempel-cylinder-enheder. Dette kendte arrangement til bevægelse af ringskyderen er dog meget 10 kompliceret og bekosteligt.

Det er opfindelsens formâl at tilvejebringe en ind-retning, ved hjælp af hvilken man pâ enkel vis meget hurtigt og uafhængigt af driftstilstanden trinl0st og indstilleligt kan forskyde en centrifuges ringskyder 15 og variere dennes trykkraft. Dette opnâs ved det i krav l’s kendetegnende del angivne. I centrifugen ifolge op-findelsen bevæges ringskyderen kun i spærreretningen ved hjælp af trykmediet, medens den bevæges i âbnings-retningen ved hjælp af det mellem ringskyderen og skil-20 lebeholderen anbragte trykelement. Pâ denne mâde kan ringskyderen bevæges og dermed udlcbsâbningen henholdsvis ringspalten frigives eller spærres inden for en meget kort tid pâ under 0,1 sek.. Desuden kan man efter onske variere og trinl0St indstille lukkekraften og der-25 med den af ringskyderens tætningskant udovede trykraft optimalt svarende til hver enkelt driftstilstand. Ringskyderens lukkekraft kan derfor indstilles sâledes, at âbningstrykket er stærkest ved en forudbestemt fyldning af centrifugetromlen til tilve j ebringelse af en automa-30 tisk tomning, hvorved overbelastning af centrifugetromlen undgâs. Man kan til enhver tid udefra og uafhængigt af driftstilstanden pâvirke ringskyderens bevægelse og 0ge eller mindske udl0bsâbningens henholdsvis ringspal-tens gennemstromningstværsnit efter behov. Pâ denne mâde 35 kan ved behov udlobsmængden af det i centrifugetromlen separerede tunge materiale 0ges eller mindskes og dermed

DK 156990 B

3 optimalt tilpasses beskaffenheden af de stoffer hen-holdsvis faststof-væskeblandinger, der skal skilles i centrifugen samt tilpasses de procestekniske betin-gelser.

5 Ved det i krav 2 angivne opnâs, at trykkaïïimeret kan dimensioneres forholdsvis lille, hvorved den tilsig-tede virkning, nemlig ringspaltens meget hurtige luk-ning eller âbning ved hjælp af ringskyderen fremmes yderligere. Et sâdant trykkanimer er desuden fordelagtigt 10 derved, at der kun skal bevæges meget smâ mængder tryk-medium, og at ringskyderen bevæges hurtigt.

Ved hjælp af de i krav 3 angivne elementer kan ringsky-derens bevægelse og dermed udl0bsâbningens frigivelse eller spærring opnâs pâ særlig enkel og akonomisk vis.

15 Ved hjælp af det i krav 4 angivne indstillelige anslag kan udlobsâbningens nodvendige eller anskede vidde ind-stilles trinlast og eksakt.

Endelig kan man ved hjælp af endestillingsfoleren ifal-ge krav 5 kontrollere sâvel udlobsâbningens vidde som 20 ringskyderens âbnings- og lukkebevægelser.

I det falgende forklares opfindelsen nærmere ved hjælp af tegningen, der er et skematiseret længdesnit i en udfarelsesform for centrifugen ifalge opfindelsen med styreindretning.

25 Den pâ tegningen viste centrifuge har en centrifuge-tromle bestâende af en nedre del 1 og en topdel 2. De to tromledele er forbundet med hinanden ved hjælp af boite. Tromledelene danner tilsammen et rotationssymmetrisk, dobbelt-kegleformet skillekammer 4, i hvilket der cen-30 trait er anbragt en fordeler 5 meâ en tallerkenpakke 6.

Et materialet centrait fra oven tilfarende rar 7 ender

DK 156990 B

4 1 afstand oven for den nedre tromledel l*s bund.

Den nedre tromledel 1 er omsluttet af en ringskyder 8 og af en mellem denne og tromledelen 1 anbragt styre-ring 9 bestâende af et elastisk materiale, f.eks. gum-5 mi. Styreringen tætner desuden rummet mellem den nedre tromledel 1 og ringskyderen 8. Ringskyderen 8’s nedre kant 10 er forbundet med et bundstykke 11. Ringskyderen 8’s ovre rand og den nedre rand pâ tromlens topdel 2 afgrænser tilsammen en periferiel ringspalte S2» gen-10 nem hvilken det fraseparerede tunge materiale fjernes fra centrifugen. Ringspaiten er pâ tegningens venstre side vist i âben tilstand, medens den pâ tegningens haj- re side er vist lukket. Ringskyderen 8's bundstykke 11 er aksialt bevægeligt styret pâ et pâ tromlens 15 nedre del 1 centrait anbragt nav 12, pâ hvis underside der er fastgoort et ringformet dæksel 13. Mellem bund-stykket 11 0g den nedre tromledel 1’s underside er an-bragt en aller flere tallerkenfjedre 13*. Desuden fin-des der mellem bundstykket 11, navet 12 og dækslet 13 20 et forholdsvis lille, i tværsnit ringformet trykkammer 14, der ved hjælp af tætningsorganer a og b er tætnet henholdsvis udadtil (forneden) og indadtil (foroven). Trykkammeret 14 stâr via forholdsvis store boringer 15 i navet 12 og via en boring 16 i en drivaksel 17 til 25 rotering af centrifugetromlen i forbindelse med en uden for centrifugen anbragt hydraulikledning 18. Mellem trom-ledrivakselen 17 og den stationære hydraulikledning 18 findes en pâ tegningen ikke nærmere vist drejelig gen-nemforing. Hydraulikledningen 18 stâr via en i denne 30 anbragt stromningsmâler 19 og to forgreningsledninger 30 og 40 i forbindelse med et styreaggregat, der hovedsage-ligt bestâr af flervejs-omskifteventiler 26, 29 og et volumendoseringselement 31.

Trykkammeret 14 forsynes med hydraulikvæske ved hjælp 35 af en pumpe 20, der fra en beholder 21 transporteur væ-ske ind i en ledning 22, der er sluttet til omskifteven-

DK 156990 B

5 tilen 26. Ledningen 22 stâr i forbindelse med en over-trykventil 23, et manometer 24 og et trykoplagringsor-gan 25. Omskifteventilen 26 forbinder i den pâ tegnin-gen viste omskiftestilling 0 en ledning 27 ved en til-5 slutning A med en returledning 28. I omskiftestillingen I er trykledningen 22 derimod forbundet med tilslut-ningen A og via denne med ledningen 27. Den til omskifteventilen 29 sluttede ledning 27 stâr i den pâ tegnin-gen viste omskiftestilling O i forbindelse med den til 10 en tilslutning B sluttede ledning 30, der igen er forbundet med hydraulikledningen 18. Nâr omskifteventilen 29 er i stillingen I, er ledningeme 27 og 30 spærret mod hinanden.

Pâ tegningen ses et volumendoseringselement 31 bestâen-15 de af en dobbeltvirkende stempel-cylinder-enhed 32, 33, hvis stempelstang 34 pâ den ene (den hojre) side samvir-ker med et indstilleligt anslag 37. Stemplet 33*s bevæ-gelse begrænses dels af et anslag i et endedæksel 35 og dels af et styredæksel 36 for stempelstangen. Den opnâe-20 de endestilling af stempelstangen 34 og dermed af stemplet 33 affoles af en i volumendoseringselementet 31’s cylin-dervseg anbragt endestillingsfoler 38, hvis signal tjener til tilvejebringelse af yderligere styreimpulser. Det mellem stemplet 33 0g endedækslet 35 værende trykrum stâr 25 via en ledning 39 i forbindelse med ledningen 27, medens trykrummet pâ stempelstangens anden side via ledningen 40 stâr i forbindelse med ledningen 18.

I det folgende forklares funktionen af den pâ tegningen viste selvtommende centrifuge med ubrudt kappe og med 30 uden for centrifugen'anbragt styreindretning ved hjælp af folgende driftstilstande henholdsvis indstillinger: 1, Fuldt âben ringspalte

Ved denne driftstils.tand er omskifteventilerne 26 og 29

DK 156990 B

6 i omskiftestillingen O, dvs., at aktiveringsmagneter-ne ikke er tilkoblet , og at ventilerne er bragt i den-ne stilling ved hjælp af tilbageforingsf j edre.

Trykkammeret 14, der via boringerne 15, 16 og lednin-5 gerne 18, 30, 27 og 28 stâr i forbindelse med beholde-ren 21, er uden tryk, dvs. indstillet svarende til bort-ledning af udskilt fast materiale.

Ringskyderen 8 bevæges af fjederen 13* og ved hjælp af det indre tryk i skillerummet 4 nedad, hvorved ring-10 spalten frigives. Pâ grund af trykkammeret 14’s lille volumen og det forholdsvis store frie tværsnit i hydraulikledningerne bevæges ringskyderen, og derved âbnes ringsspalten inden for meget kort tid. De frase-parerede stoffer, der er samlet i centrifugens skille-15 kammer 4, passerer ud gennem ringspalten S2 og samles 1 et pâ tegningen ikke vist bus, der omgiver centrifu-getromlen. Ved hjælp af den mellem ringskyderen 8 og den nedre tromLedel 1 goabragte f jeder 13’ fortrænges væsken foldstændigt fra trykkammeret 14, sâ at ringspal-20 ten âbnes helt. Pâ denne mâde kan pâ fordelagtig vis centrifugen âbnes og lükkes, selv nâr den stâr stille, og ringskyderens funktionsdygtighed kan kontrolleres nojagtigt, inden centrifugen tages i brug.

2, Ringspalten lukket 25 Ventilen 26 bringes ved denne driftstilstand i stil-lingen I ved aktivering af magneten. Trykkammeret 14 pâvirkes af hydraulikvæske. Ringskyderen 8 bevæges i brokdele:· af et sekund med minimal tidsforsinkelse op-ad og mod den nedre kant pâ tromlens topdel 2, hvor-30 . ved ringspalten lukkes, jfr. tegningens hojre side.

De stoffer, der skal skilles ad, f.eks. væske og fast-stof i en faststof-væske-blanding, tilfores centrifugen fra oven gennem tilforselsroret 7. Faststof-væske-

DK 156990 B

7 blandingen passerer gennem fordeleren 5 ind i skille-kammeret 4, i hvilket det lette stof og det tunge stof skilles fra hinanden ved hjælp af centrifugalkraften.

Det tunge stof samles i det dobbeltkegleformede skille-5 kammer 4's ydre omrâde, medens væsken, der er befriet for tungt stof, bevæges radiait indad og opad i centri-fugens akseretning og fjernes fra centrifugen gennem pâ tegningen ikke viste udlobsâbninger. Væsketrykket i skillekammeret 4 virker herved pâ ringskyderen 8’s ring-10 formede indre overflade. Pâ denne mâde overfores en for-holdsvis stor kraft i âbningsretningen til ringskyderen- 8. Denne kraft overfores via ringskyderen til hydraulik-væsken i trykkammeret 14. Skal nu af sikkerhedsgrunde centrifugetromlen tommes automatisk for opsamlet fast-15 stof eller for væske, indstilles blot pâ overtrykventi-len 23 lukketrykket sâledes, at ringskyderens lukkekraft er lidt mindre end den âbningskraft, der svarer til âb-ningstrykket hidrorende fra det opsamlede faststof eller den samlede væske, idet det opsamlede faststofs lag-20 tykkelse eller væskeringens tykkelse er proportional med âbningstrykket. Herved undgâs med sikkerhed overbe-lastning af centrifugetromlen. Skal centrifugetromlen tommes helt, udloses via det af manometeret 24 mâlte tryk en impuls til frakobling af omskifteventilen 26 , 25 og bringes under medvirkning af fjederen 13* hydraulik-væsken til at stromme bort fra trykkammeret 14, idet ringspalten S£ frigives ojeblikkeligt. Pâ denne mâde kan ringskyderen ikke blot uafhængigt af centrifugens driftstilstand og praktisk uden tidsforsinkelse ef-30 ter behov bevæges i lukkeretningen eller i âbningsretningen, men man kan ogsâ bestemme lagtykkelserne af de i skillerummet samlede tunge stoffer eller væsker. Iov-rigt understottes ringskyderens lukkebevægelse af hy-draulikvæskelageret 25.

35 3. Ringspalten kun delvis âbnet Nâr ringspalten er lukket, pâvirkes volumendoserings-

DK 156990B

8 elementet 31*s trykrum pâ begge sider af stemplet 33 via ledningerne 39 og 40 med trykvæske. Da trykfladen pâ stempelstangssiden er en til stempelstangens tvær-snitsareal svarende dimension mindre end pâ den and en 5 side, forskydes stemplet 33 og dermed stempelstangen 34 et til den indstillede længde svarende stykke mod bojre i cylinderen 32 op til anslaget 37. Den del-vise âbning af ringspalten pâbegyndes nu ved, at ven-tilen 29 bringes i stillingen I, og at ventilen 26 10 bringes i stillingen 0. Det mellem stemplet 33 og en-dedækslet 35 værende trykrum, der via ledningen 39 og ventilen 26 stâr i forbindelse med returledningen 38, bliver herved tryklost. Da ledningen 30 er spærret af ventilen 29, virker hydrauliktrykket i trykkammeret 15 14 via ledningerne 18 og 40 pâ trykrummet pâ stempel stangssiden. Stemplet 33 forskydes derved et til læng-den svarende stykke mod venstre op til anslaget pâ endedækslet 35. For den dermed forbundne volumenfor-skydning i trykrummet pâ stempelstangssiden kompenseres 20 der ved tilstrommende mængder fra trykkammeret 14. Ring-skyderen 8 bevæges af fjederen 13’ og det indre tryk i centrifugetromlen et til det frigivne volumen svarende stykke nedad og frigiver âbningsspalten S2, bvis hojde er proportional med den pâ volumendoseringselementet 31 25 indstillede slaglængde S^

En tilsigtet delvis tomning af skillekammeret 4 opnâs ved, at ventilerne pâny omskiftes via endefoleren 38 enten ojeblikkeligt eller med en indstillelig kort tids-forsinkelse. Ventilerne 26 og 29 bringes automatisk i 30 positionen svarende til ringskyderens spærrestilling.

Centrifugen kan ogsâ tommes pâ anden mâde, nemlig ved, at ringspalten S2 til stadighed eller i længere tid hol-des kun sâ meget âben, at ringspalten netop er stor nok til, at det i skillekammeret 4 separerede tunge materiale 35 opdæmmes sâledes foran ringspalten, at kun den tilladte mængde kan passere ud gennem den snævre ringspalte. Den

Claims (5)

1. Selvtommende centrifuge med ubrudt kappe til ad- skillelse af stoffer med forskellig massefylde, og hvis centrifugetromle er en rotationssymmetrisk skil-lebeholder, der kan bestà af flere dele (1,2), og ved hvis periferi der findes mindst én udstromningsâbning, 25 især en ringspalte (S2), til bortledning af de fra- separerede tunge stoffer, og hvor ringspalten âbnes eller lukkes ved hjælp af en pâ skillebeholderens yderside anbragt, med et bundstykke (11) udformet ringskyder (8), der stâr i forbindelse med et mellem 30 denne og skillebeholderen beliggende trykkammer (14), kendetegnet ved et i ringskyderens (8) luk-keretning virkende trykkammer (14), der via en led-ning (15, 16, 18) stâr i forbindelse med en uden for centrifugen anbragt styreindretning (26, 29, 31), som DK 156990 B er. indrettet til at styre tilstr0mningen af trykmediet til trykkameret (14) eller trykmediets bortstromning fra dette og dermed ringskyderens lukke- og âbnings-bevægelse, og at der til understottelse af ringskyde-5 rens âbningsbevægelse findes et mellem ringskyderen (8) og skillebeholderen (1) anbragt trykelement, især en fjeder (13' ).

2. Centrifuge if0lge krav 1, kendetegnet ved, at trykkammeret (14) er beliggende i det centrale, nær 10 ved omdrejningsaksen værende omrâde mellem ringskyderens (8) bundstykke (.11) og. skillebeholderens (1) bund.

3. Centrifuge ifolge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at styreindretningen bestâr af mindst én i en ledning (18, 27, 30) anbragt omskifteventil (26, 29) 15 samt et volumendoseringselement (31)__for trykmediet, og at elementet stâr i funktionsforbindelse med omskifte-ventilen (26, 29).

4. Centrifuge if0lge krav 1, 2 eller især krav 3, kendetegnet ved, at volumendoseringselementet (31) 20 bestâr af en dobbeltvirkende stempel-cylinder-enhed (32, 33), med en stempelstang (34), der pâ den ene si-de samvirker med et indstilleligt anslag (37).

5. Centrifuge if0lge krav 1, 2, 3 eller især krav 4, kendetegnet ved, at der i den dobbeltvir- 25 kende stempel-cylinder-enheds (32, 33) cylindervæg er anbragt en endestillingsf0ler (38) for stempelstangen (34).