EP0486803B1 - Schleudertrommel zum Konzentrieren suspendierter Feststoffe - Google Patents

Schleudertrommel zum Konzentrieren suspendierter Feststoffe Download PDF

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EP0486803B1
EP0486803B1 EP91117182A EP91117182A EP0486803B1 EP 0486803 B1 EP0486803 B1 EP 0486803B1 EP 91117182 A EP91117182 A EP 91117182A EP 91117182 A EP91117182 A EP 91117182A EP 0486803 B1 EP0486803 B1 EP 0486803B1
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EP
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line
solids
clear phase
shut
peeling
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EP91117182A
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Werner Dipl.-Ing. Kohlstette
Aloys Bökamp
Friedhelm Siegmann
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GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
Westfalia Separator GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • B04B11/082—Skimmers for discharging liquid
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal drum for concentrating suspended solids, in which the concentrated solids are passed from an outer solid space of the drum via channels into a radially inward-lying first peeling chamber, from which they are discharged by means of a first peeling element and a concentrate line connected to it , and in which a separated clear phase is continuously drawn off from the inner region of the drum by means of a second peeling element and a clear phase line connected to it.
  • centrifugal drum Such a centrifugal drum is known from DE 27 01 624 C2.
  • concentrated solids are continuously discharged from the centrifugal drum by means of the first peeling organ.
  • the stationary peeling member is immersed in the solid concentrate located in the peeling chamber and rotating at the drum speed, thereby converting the rotational energy into a delivery pressure.
  • heat is generated by friction, which is transferred to the solid concentrate.
  • this heating is either negligibly small or harmless.
  • solid concentrates which consist of living cell masses and are very sensitive to heat, also frequently occur.
  • the throughputs that can be achieved are often very low. In these cases, the frictional heat that occurs is very disadvantageous or intolerable. This applies both to a continuous withdrawal of the solids with a correspondingly small volume flow and to a periodic withdrawal with a briefly high volume flow.
  • the concentrate line must be shut off after each withdrawal.
  • the peeling element which continues to immerse itself in the liquid in the peeling chamber, would heat up considerably. In the subsequent derivation, there would then be an adverse contact between the heated peeling element and the sensitive solids.
  • the object of the invention is to design the known centrifugal drum so that undesired heating of the solid concentrate is avoided even with small amounts of solids.
  • a lockable connecting line is provided between the concentrate line and the clear phase line and a lockable recirculation line starting from the clear phase line opens into the first peeling chamber, the connecting line and the recirculation line for discharging the solids being in the closed position and for interrupting the solids discharge in the open position.
  • the solids are periodically discharged from the centrifugal drum, the volume flow being chosen so large that an inadmissibly high heating of the solids cannot occur.
  • the connection line and the recirculation line are blocked in this phase.
  • the connecting line and the recirculation line are opened. So much clear-phase liquid is now fed into the first peeling chamber via the recirculation line that it takes up the entire set delivery capacity of the first peeling organ and the solid flow to the first peeling chamber is thereby prevented.
  • the clear phase liquid supplied to the first peeling chamber is returned to the clear phase line via the first peeling element and the connecting line and thereby cools the first peeling element. This avoids disadvantageous heating of the first peeling element.
  • a pressure control device is provided in the concentrate line, the setpoint of which is set to the pressure required in each case when solids are removed or interruption of the solids discharge is set via a control unit.
  • a photocell is provided in the clear phase line, which monitors the degree of clarification of the centrifugal drum and triggers a pulse if the degree of clarification deteriorates due to the filling of the solids space. This impulse then triggers the start of the solids removal over a predetermined period.
  • the centrifugal drum 1 in the figure denotes a centrifugal drum, the inlet space 2 of which is connected to a stationary feed pipe 3 and from the solid space 4 channels 5 lead into a first peeling chamber 6, in which a first peeling member 7 is arranged, which is connected to a concentrate line 8 connected is.
  • a plate insert 9 is provided, from the central area of which channels 10 lead into a second peeling chamber 11, in which a second peeling member 12 is arranged, which is connected to a clear phase line 13.
  • a connecting line 15 provided with a shut-off device 14 leads from the clear phase line 13 to the concentrate line 8 and a recirculation line 17 provided with a shut-off device 16 leads to the first Peeling chamber 6.
  • a photocell 18, a pressure control device 19 and a shut-off device 20 are provided in the clear phase line 13.
  • the concentrate line 8 also includes a pressure control device 21 and a shut-off device 22 and a manometer 23.
  • the centrifuged material is fed to the centrifugal drum 1 via the feed pipe 3.
  • the solids contained in the centrifuged material are separated in the plate insert 9 and collect in the solid space 4.
  • the clear phase is passed through the channels 10 into the second peeling chamber 11 and by means of the second peeling element 12 and the clear phase line 13 from the centrifugal drum derived.
  • the open shut-off device 16 in the recirculation line 17 into the first peeling chamber 6 to prevent the solids removal via the channels 5.
  • the shut-off device 20 is partially or completely closed at this time.
  • the setpoint of the pressure control device 21 is set so high during this phase by a control device (not shown) that, given the supply power of the clear phase into the first peeling chamber 6, the free liquid level in this peeling chamber is shifted radially inwards to such an extent that no driving pressure difference occurs at the inlet of the Channels 5 is available and therefore no flow can take place in the channels 5.
  • the clear phase supplied to the first peeling chamber 6 is fed back into the clear phase line via the first peeling element 7 and the opened shut-off element 14 in the connecting line 15.
  • the shut-off device 22 is closed during this phase.
  • the first peeling member 7, through which the clear phase flows, is cooled by the clear phase.

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  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Edible Seaweed (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleudertrommel zum Konzentrieren suspendierter Feststoffe, bei der die konzentrierten Feststoffe aus einem äußeren Feststoffraum der Trommel über Kanäle in eine radial einwärts gelegene erste Schälkammer geleitet werden, aus der sie mittels eines ersten Schälorgans und einer mit diesem verbundenen Konzentratleitung abgeleitet werden, und bei der eine abgetrennte Klarphase aus dem inneren Bereich der Trommel mittels eines zweiten Schälorgans und einer mit diesem verbundenen Klarphasenleitung kontinuierlich abgezogen wird.
  • Eine derartige Schleudertrommel ist bekannt aus der DE 27 01 624 C2. Bei der bekannten Schleudertrommel werden ständig konzentrierte Feststoffe mittels des ersten Schälorgans aus der Schleudertrommel abgeleitet. Das ortsfeste Schälorgan taucht zu diesem Zweck in das in der Schälkammer befindliche, mit Trommeldrehzahl rotierende Feststoffkonzentrat ein und bewirkt dabei eine Umsetzung der Rotationsenergie in einen Förderdruck. Im Kontaktbereich des Schälorgans mit dem Feststoffkonzentrat entsteht dabei durch Reibung Wärme, die sich auf das Feststoffkonzentrat überträgt. Bei größeren Feststoffströmen oder hitzeunempfindlichen Feststoffkonzentraten ist diese Erwärmung entweder vernachlässigbar klein oder unschädlich. In der Biochemie fallen aber auch häufig Feststoffkonzentrate an, die aus lebenden Zellmassen bestehen und sehr hitzeempfindlich sind. Hinzu kommt noch, daß die erzielbaren Durchsatzleistungen häufig sehr gering sind. In diesen Fällen ist die auftretende Reibwärme sehr nachteilig oder intolerabel. Dies gilt sowohl für einen kontinuierlichen Abzug der Feststoffe mit entsprechend kleinem Volumenstrom als auch bei periodischem Abzug mit kurzzeitig hohem Volumenstrom.
  • Bei letzterem muß die Konzentratleitung nach jedem Abzug abgesperrt werden. Zwischen den periodischen Ableitungen würde sich das Schälorgan, das weiterhin in die in der Schälkammer befindliche Flüssigkeit eintaucht, sehr stark erwärmen. Bei der folgenden Ableitung käme es dann zu einem nachteiligen Kontakt zwischen dem erhitzten Schälorgan und den empfindlichen Feststoffen.
  • Aus der DE-B-1.210.744 ist bekannt, die Temperatur einer aus der Schleudertrommel abgeleiteten Flüssigkeit zu überwachen und beim Überschreiten einer bestimmten Temperatur, die abgeleitete Flüssigkeit zu kühlen und mit dem Zulauf der Schleudertrommel zu vermischen. Hiermit läßt sich zwar die Temperatur des Schleudergutes verringern aber nicht vermeiden, daß örtlich Überhitzungen durch Reibwirkung entstehen. Außerdem ist die beschriebene Lösung wegen des erforderlichen Kühlers und der Temperaturüberwachung sehr aufwendig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannte Schleudertrommel so auszubilden, daß eine unerwünschte Erwärmung des Feststoffkonzentrates auch bei kleinen Feststoffmengen vermieden wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen der Konzentratleitung und der Klarphasenleitung eine absperrbare Verbindungsleitung vorgesehen ist und von der Klarphasenleitung ausgehend eine absperrbare Rezirkulationsleitung in die erste Schälkammer mündet, wobei sich die Verbindungsleitung und die Rezirkulationsleitung zur Ableitung der Feststoffe in der abgesperrten und zur Unterbrechung der Feststoffableitung in der geöffneten Position befinden.
  • Die Feststoffe werden periodisch aus der Schleudertrommel abgeleitet, wobei der Volumenstrom so groß gewählt ist, daß eine unzulässig hohe Erwärmung der Feststoffe nicht auftreten kann. Die Verbindungsleitung und die Rezirkulationsleitung sind in dieser Phase abgesperrt. Zur Unterbrechung der Feststoffableitung werden die Verbindungsleitung und die Rezirkulationsleitung geöffnet. Über die Rezirkulationsleitung wird jetzt in die erste Schälkammer soviel Klarphasenflüssigkeit geleitet, daß diese die gesamte eingestellte Förderkapazität des ersten Schälorgans beansprucht und der Feststoffstrom zur ersten Schälkammer dadurch unterbunden wird. Die der ersten Schälkammer zugeführte Klarphasenflüssigkeit wird über das erste Schälorgan und die Verbindungsleitung in die Klarphasenleitung zurückgeleitet und kühlt dabei das erste Schälorgan. Dadurch wird eine nachteilige Erwärmung des ersten Schälorgans vermieden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Konzentratleitung eine Druckregeleinrichtung vorgesehen, deren Sollwert auf den jeweils erforderlichen Druck bei Feststoffabzug bzw. Unterbrechung des Feststoffabzugs über ein Steuergerät eingestellt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Klarphasenleitung eine Fotozelle vorgesehen, die den Klärgrad der Schleudertrommel überwacht und einen Impuls auslöst, wenn aufgrund der Füllung des Feststoffraumes sich der Klärgrad verschlechtert. Dieser Impuls löst dann den Beginn des Feststoffabzuges über einen vorgegebenen Zeitraum aus.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.
  • Mit 1 ist in der Fig. eine Schleudertrommel bezeichnet, deren Einlaufraum 2 mit einem ortsfesten Zulaufrohr 3 in Verbindung steht und von deren Feststoffraum 4 Kanäle 5 in eine erste Schälkammer 6 führen, in der ein erstes Schälorgan 7 angeordnet ist, das mit einer Konzentratleitung 8 verbunden ist. In der Schleudertrommel 1 ist ein Tellereinsatz 9 vorgesehen, aus dessen zentralem Bereich Kanäle 10 in eine zweite Schälkammer 11 führen, in der ein zweites Schälorgan 12 angeordnet ist, das mit einer Klarphasenleitung 13 verbunden ist. Von der Klarphasenleitung 13 führt eine mit einem Absperrorgan 14 versehene Verbindungsleitung 15 zur Konzentratleitung 8 und eine mit einem Absperrorgan 16 versehene Rezirkulationsleitung 17 zur ersten Schälkammer 6. In der Klarphasenleitung 13 ist eine Fotozelle 18, eine Druckregeleinrichtung 19 und ein Absperrorgan 20 vorgesehen. Die Konzentratleitung 8 beinhaltet ebenfalls eine Druckregeleinrichtung 21 und ein Absperrorgan 22 sowie ein Manometer 23.
  • Das Schleudergut wird der Schleudertrommel 1 über das Zulaufrohr 3 zugeführt. Die im Schleudergut enthaltenen Feststoffe werden im Tellereinsatz 9 abgetrennt und sammeln sich im Feststoffraum 4. Aus dem zentralen Bereich des Tellerpaketes 9 wird die Klarphase über die Kanäle 10 in die zweite Schälkammer 11 geleitet und mittels des zweiten Schälorgans 12 und der Klarphasenleitung 13 aus der Schleudertrommel abgeleitet. Solange der Feststoffraum 4 noch nicht mit Feststoffen angefüllt ist, wird zur Unterbindung des Feststoffabzuges über die Kanäle 5 ein Teil oder die gesamte über die Klarphasenleitung 13 abgeführte Klarphase über das geöffnete Absperrorgan 16 in der Rezirkulationsleitung 17 in die erste Schälkammer 6 geleitet. Das Absperrorgan 20 ist zu dieser Zeit teilweise oder vollständig geschlossen. Der Sollwert der Druckregeleinrichtung 21 ist während dieser Phase durch ein nicht dargestelltes Steuergerät so hoch eingestellt, daß bei der gegebenen Zulaufleistung der Klarphase in die erste Schälkammer 6 eine Verschiebung des freien Flüssigkeitsspiegels in dieser Schälkammer soweit radial einwärts erfolgt, daß keine antreibende Druckdifferenz am Eintritt der Kanäle 5 zur Verfügung steht und somit keine Strömung in den Kanälen 5 stattfinden kann. Die der ersten Schälkammer 6 zugeführte Klarphase wird über das erste Schälorgan 7 und das geöffnete Absperrorgan 14 in der Verbindungsleitung 15 in die Klarphasenleitung zurückgespeist. Das Absperrorgan 22 ist während dieser Phase geschlossen. Das ständig von der Klarphase durchströmte erste Schälorgan 7 wird hierbei von der Klarphase gekühlt. Sobald sich der Feststoffraum 4 soweit mit Feststoffen gefüllt hat, daß Feststoffpartikel mit der Klarphase abgeführt werden, wird durch die Fotozelle 18 ein Impuls ausgelöst, der für einen vorgegebenen Zeitabschnitt das Schließen der Absperrorgane 14, 16, das Öffnen der Absperrorgane 20, 22 und eine Reduzierung des an der Druckregeleinrichtung 21 eingestellten Sollwertes bewirkt. Durch den reduzierten Druck in der Konzentratleitung 8 kann der Feststoff mit großer Leistung aus dem Feststoffraum 4 abgezogen werden, so daß eine signifikante Erwärmung der Feststoffe nicht stattfinden kann. Unmittelbar nach Abzug der Feststoffe wird die eingangs beschriebene Einstellung durch das Steuergerät wieder vorgenommen.

Claims (3)

  1. Schleudertrommel zum Konzentrieren suspendierter Feststoffe, bei der die konzentrierten Feststoffe aus einem äußeren Feststoffraum (4) der Trommel über Kanäle (5) in eine radial einwärts gelegene erste Schälkammer (6) geleitet werden, aus der sie mittels eines ersten Schälorgans (7) und einer mit diesem verbundenen Konzentratleitung (8) abgeleitet werden, und bei der eine abgetrennte Klarphase aus dem inneren Bereich der Trommel mittels eines zweiten Schälorgans (12) und einer mit diesem verbundenen Klarphasenleitung (13) kontinuierlich abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Konzentratleitung (8) und der Klarphasenleitung (13) eine absperrbare Verbindungsleitung (15) vorgesehen ist und von der Klarphasenleitung (13) ausgehend eine absperrbare Rezirkulationsleitung (17) in die erste Schälkammer (6) mündet, wobei sich die Verbindungsleitung (15) und die Rezirkulationsleitung (17) zur Ableitung der Feststoffe in der abgesperrten und zur Unterbrechung der Feststoffableitung in der geöffneten Position befinden.
  2. Schleudertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Konzentratleitung (8) eine Druckregeleinrichtung (21) vorgesehen ist.
  3. Schleudertrommel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Klarphasenleitung (13) eine Fotozelle (18) zur Überwachung des Klärgrads der Schleudertrommel vorgesehen ist.
EP91117182A 1990-11-19 1991-10-09 Schleudertrommel zum Konzentrieren suspendierter Feststoffe Expired - Lifetime EP0486803B1 (de)

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DE4036793A DE4036793A1 (de) 1990-11-19 1990-11-19 Schleudertrommel zum konzentrieren suspendierter feststoffe

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EP0486803A1 EP0486803A1 (de) 1992-05-27
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