EP0828563B1 - Verfahren und vorrichtung zum füllen einer selbstentleerenden schleudertrommel - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum füllen einer selbstentleerenden schleudertrommel Download PDF

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EP0828563B1
EP0828563B1 EP96916079A EP96916079A EP0828563B1 EP 0828563 B1 EP0828563 B1 EP 0828563B1 EP 96916079 A EP96916079 A EP 96916079A EP 96916079 A EP96916079 A EP 96916079A EP 0828563 B1 EP0828563 B1 EP 0828563B1
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EP
European Patent Office
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channels
compartment
inlet openings
lower compartment
liquid
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EP96916079A
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English (en)
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Werner Kohlstette
Marie-Theres Sedler
Gottfried Heinze
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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
    • B04B11/06—Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • 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 method for filling a self-draining centrifugal drum with one too separating liquid mixture, via an inlet pipe and a distributor is fed, the inlet space through openings in his provided with radial feed channels
  • Manifold base in connection with a plate insert stands in the center of channels for the derivation of the separated light liquid phase in a first discharge chamber and on the periphery of a separation room with channels to derive the separated heavy liquid phase are provided in a second discharge chamber.
  • the invention also relates to a self-draining Centrifugal drum according to the preamble of the claim 3rd
  • a centrifugal drum for separating liquid mixtures is known for example from DE 23 13 669 C3.
  • the feed channels are formed by ribs provided underneath the distributor foot, which extend into the central area of the inlet space. These ribs spontaneously accelerate the supplied liquid mixture to the angular velocity of the centrifugal drum. The inevitable impact can adversely affect sensitive centrifugal goods.
  • a particularly heavy load on the liquid mixture is caused by ribs or inlet openings that are not covered by liquid. As soon as the ribs are outside the liquid level, they are carried very gently by liquid friction.
  • the centrifugal drum can be designed so that these ribs or inlet openings are covered when liquid is in operation, but when the centrifugal drum is filled at the start of the separation process and after each time the centrifugal drum is emptied, these ribs or inlet openings are exposed and then lead to the mentioned impairments of the product . This is not accepted, particularly in the case of very valuable and impact-sensitive products, for example in the separation of blood plasma. After each drum emptying, the blood plasma initially turns red for 30 seconds, which is a sign of undesirable hemolysis, which is caused by the breaking up of blood cells.
  • the invention has for its object the filling process to execute the centrifugal drum or a centrifugal drum that doing so affects the liquid mixture through channels not covered by liquid or ribs is avoided.
  • the auxiliary liquid initially supplied covers the Inlet openings of the supply channels of the lower section of the distributor foot before the shock-sensitive Product fed into this department with low output is accelerated gently by the auxiliary liquid becomes.
  • the lower section fills up to to a liquid level that is radially inward of the Inlets of the upper section feed channels of the distributor foot. Simultaneously to the lower section there is a radially inward shift of the Liquid level in the upper section up to the overlap the entrance openings of this department. There now all inlet openings of the distributor of liquid are then covered with the separation process be operated at full power without impairment of the product.
  • the auxiliary liquid Salt water used This liquid has become proven especially in the separation of blood plasma.
  • the inlet openings of the lower compartment are provided on a diameter “D 2 ” which is larger than the outlet diameter “D 1 ” of the second discharge chamber.
  • An outflow of auxiliary liquid from the second discharge chamber is an indication of the covering of the inlet openings of the lower compartment because of the communicating effects between "D 2 " and "D 1 ".
  • the inlet openings of the upper compartment are provided on a diameter “D 4 ” which is larger than the outlet diameter “D 3 ” of the first discharge chamber.
  • a drain of separated liquid from the first discharge chamber is an indication of the covering of the inlet openings of the upper section for the aforementioned reason.
  • FIG. 1 denotes a centrifugal drum in FIG. 1, which via an inlet pipe 2 and a distributor 3 with a Inlet space 4 and openings 5 in one with radial feed channels 6 provided distributor base 7 with a plate insert 8 communicates.
  • channels 9 In the center of the plate insert 8 are channels 9 for deriving the separated light liquid phase into a first discharge chamber 10 intended.
  • a separation room 11 At the periphery of the plate insert 8 is a separation room 11 with channels 12 for discharging the separated heavy liquid phase in a second discharge chamber 13 arranged.
  • the distributor base 7 is divided into an upper section 14 and a lower section 15 which communicate with each other in the area of the openings 5, wherein Inlet openings 16 of the supply channels 6 of the upper Department 14 radially inward from inlet openings 17 of the Feed channels 6 of the lower section 15 are provided and the inlet pipe 2 opens into the lower section 15.
  • Inlet openings 16 of the supply channels 6 of the upper Department 14 radially inward from inlet openings 17 of the Feed channels 6 of the lower section 15 are provided and the inlet pipe 2 opens into the lower section 15.
  • Discharge openings 18 for separated solid which by opened a hydraulically actuated piston slide 19 can be.
  • the centrifugal drum 1 is first filled with an auxiliary liquid which passes through the inlet pipe 2, the lower section 15, the separation chamber 11 and the channels 12 into the second discharge chamber 13 and leaves it via the outlet diameter "D 1.
  • a liquid level with this diameter which is smaller than the diameter "D 2 , on which the inlet openings 17 of the lower section 15 lie, also occurs in the area of the distributor foot 7 because of the communicating effect.
  • the inlet openings 17 are thus covered by the auxiliary liquid.
  • the product stream subsequently fed to the lower section 15 is thus accelerated by contact with the auxiliary liquid.
  • the lower section 15 does not overflow, it is now filled with a low feed rate, both in the upper section 14 and in the first discharge chamber 10 for the separated light liquid phase simultaneously a radially inward shift of the liquid level there by the separated light liquid phase to to the outlet diameter "D 3 ". Since this diameter is smaller than the diameter "D 4 " on which the inlet openings 16 of the upper section 14 lie, these are also covered by liquid.
  • the separation process can then be operated at full capacity without fear of impairment of the product. Because of the radially inward inlet openings 16 of the upper section 14, this generates a substantially higher liquid pressure, so that this section determines the throughput of the drum.
  • the lower section 15 serves primarily for the bumpless filling of the drum 1. The filling process described is repeated after each discharge of the centrifugal drum through the discharge openings 18.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Füllen einer selbstentleerenden Schleudertrommel mit einem zu trennenden Flüssigkeitsgemisch, das über ein Einlaufrohr und einen Verteiler zugeführt wird, dessen Einlaufraum über Öffnungen in seinem mit radialen Zufuhrkanälen versehenen Verteilerfuß mit einem Tellereinsatz in Verbindung steht, in dessen Zentrum Kanäle zur Ableitung der abgetrennten leichten Flüssigkeitsphase in eine erste Ableitkammer und an dessen Peripherie ein Trennraum mit Kanälen zur Ableitung der abgetrennten schweren Flüssigkeitsphase in eine zweite Ableitkammer vorgesehen sind.
Die Erfindung betrifft außerdem eine selbstentleerende Schleudertrommel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.
Eine Schleudertrommel zum Trennen von Flüssigkeitsgemischen ist beispielsweise aus der DE 23 13 669 C3 bekannt. Bei dieser Schleudertrommel werden die Zufuhrkanäle durch unterhalb des Verteilerfußes vorgesehene Rippen gebildet, die bis in den zentralen Bereich des Einlaufraumes reichen. Diese Rippen bewirken eine spontane Beschleunigung des zugeführten Flüssigkeitsgemisches auf die Winkelgeschwindigkeit der Schleudertrommel. Die dabei unvermeidliche Stoßwirkung kann empfindliche Schleudergüter nachteilig beeinflussen.
Eine besonders starke Beanspruchung des Flüssigkeitsgemisches wird durch Rippen oder Eintrittsöffnungen hervorgerufen, die nicht durch Flüssigkeit abgedeckt sind. Sobald die Rippen außerhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen, erfolgt die Mitnahme weitgehendst schonend durch Flüssigkeitsreibung. Zwar läßt sich die Schleudertrommel so auslegen, daß diese Rippen oder Eintrittsöffnungen bei Betrieb von Flüssigkeit überdeckt sind, doch beim Befüllen der Schleudertrommel zu Beginn des Trennvorgangs und nach jeder Entleerung der Schleudertrommel liegen diese Rippen oder Eintrittsöffnungen frei und führen dann zu den genannten Beeinträchtigungen des Produktes.
Dies wird insbesondere bei sehr wertvollen und schlagempfindlichen Produkten, beispielsweise bei der Abtrennung von Blutplasma, nicht akzeptiert. Nach jeder Trommelentleerung läuft das Blutplasma zunächst für 30 Sekunden rot gefärbt ab, was ein Zeichen für eine unerwünschte Hämolyse ist, die durch Zerschlagen von Blutzellen entsteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Füllvorgang der Schleudertrommel bzw. eine Schleudertrommel so auszuführen, daß dabei eine Beeinträchtigung des Flüssigkeitsgemisches durch nicht von Flüssigkeit abgedeckte Kanäle oder Rippen vermieden wird.
Diese Aufgabe wird beim Verfahren gelöst durch folgende Verfahrensschritte:
  • a) Füllen der Schleudertrommel mit einer Hilfsflüssigkeit über eine untere Abteilung des Verteilerfußes bis zu einem Flüssigkeitsspiegel, der radial einwärts der Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle dieser Abteilung liegt,
  • b) Zuführung des Flüssigkeitsgemisches mit reduzierter Leistung über die untere Abteilung des Verteilerfußes bis zu einem radial einwärts gelegenen Flüssigkeitsspiegel, der die Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle einer oberen Abteilung des Verteilerfußes überdeckt,
  • c) Zuführung des Flüssigkeitsgemisches mit voller Leistung über beide Abteilungen des Verteilerfußes.
    • Die zunächst zugeführte Hilfsflüssigkeit überdeckt die Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle der unteren Abteilung des Verteilerfußes, bevor anschließend das stoßempfindliche Produkt dieser Abteilung mit kleiner Leistung zugeführt wird und dabei durch die Hilfsflüssigkeit sanft beschleunigt wird. Dabei füllt sich die untere Abteilung bis zu einem Flüssigkeitsspiegel auf, der radial einwärts der Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle der oberen Abteilung des Verteilerfußes liegt. Simultan zur unteren Abteilung erfolgt eine radial einwärts gerichtete Verschiebung des Flüssigkeitsspiegels in der oberen Abteilung bis zur Überdeckung der Eintrittsöffnungen dieser Abteilung. Da jetzt alle Eintrittsöffnungen des Verteilers von Flüssigkeit überdeckt sind, kann anschließend der Trennvorgang mit voller Leistung betrieben werden, ohne eine Beeinträchtigung des Produktes befürchten zu müssen.
    Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird als Hilfsflüssigkeit Salzwasser verwendet. Diese Flüssigkeit hat sich insbesondere bei der Abtrennung von Blutplasma bewährt.
    Die Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Schleudertrommel zur Durchführung des Verfahrens in Anspruch 3 beschrieben. Die simultane Verschiebung der Flüssigkeitsspiegel in der oberen und unteren Abteilung wird durch die Kommunikation dieser Abteilungen im peripheren Bereich bewirkt.
    Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Eintrittsöffnungen der unteren Abteilung auf einem Durchmesser "D2" vorgesehen, der größer ist als der Ablaufdurchmesser "D1" der zweiten Ableitkammer. Ein Ablauf von Hilfsflüssigkeit aus der zweiten Ableitkammer ist wegen der kommunizierenden Effekte zwischen "D2" und "D1" ein Indiz für die Überdeckung der Eintrittsöffnungen der unteren Abteilung.
    Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Eintrittsöffnungen der oberen Abteilung auf einem Durchmesser "D4" vorgesehen, der größer ist als der Ablaufdurchmesser "D3" der ersten Ableitkammer. Ein Ablauf von abgetrennter Flüssigkeit aus der ersten Ableitkammer ist aus vorgenannten Grund ein Indiz für die Überdeckung der Eintrittsöffnungen der oberen Abteilung.
    Ein Ausführungsbeispiel der Schleudertrommel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend ebenso wie das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
    Mit 1 ist in der Fig. 1 eine Schleudertrommel bezeichnet, die über ein Einlaufrohr 2 und einen Verteiler 3 mit einem Einlaufraum 4 und Öffnungen 5 in einem mit radialen Zufuhrkanälen 6 versehenen Verteilerfuß 7 mit einem Tellereinsatz 8 in Verbindung steht. Im Zentrum des Tellereinsatzes 8 sind Kanäle 9 zur Ableitung der abgetrennten leichten Flüssigkeitsphase in eine erste Ableitkammer 10 vorgesehen. An der Peripherie des Tellereinsatzes 8 ist ein Trennraum 11 mit Kanälen 12 zur Ableitung der abgetrennten schweren Flüssigkeitsphase in eine zweite Ableitkammer 13 angeordnet. Der Verteilerfuß 7 ist aufgeteilt in eine obere Abteilung 14 und eine untere Abteilung 15, die im Bereich der Öffnungen 5 miteinander kommunizieren, wobei Eintrittsöffnungen 16 der Zufuhrkanäle 6 der oberen Abteilung 14 radial einwärts von Eintrittsöffnungen 17 der Zufuhrkanäle 6 der unteren Abteilung 15 vorgesehen sind und das Einlaufrohr 2 in die untere Abteilung 15 mündet. An der Peripherie der Schleudertrommel 1 befinden sich Austragsöffnungen 18 für abgetrennten Feststoff, die durch einen hydraulisch betätigbaren Kolbenschieber 19 geöffnet werden können.
    Die Schleudertrommel 1 wird zunächst mit einer Hilfsflüssigkeit gefüllt, die über das Einlaufrohr 2, die untere Abteilung 15, den Trennraum 11 und die Kanäle 12 in die zweite Ableitkammer 13 gelangt und diese über den Ablaufdurchmesser "D1 verläßt. Ein Flüssigkeitsspiegel mit diesem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser "D2, auf dem die Eintrittsöffnungen 17 der unteren Abteilung 15 liegen, stellt sich wegen der kommunizierenden Wirkung auch im Bereich des Verteilerfußes 7 ein. Die Eintrittsöffnungen 17 sind somit von der Hilfsflüssigkeit bedeckt. Der anschließend der unteren Abteilung 15 zugeführte Produktstrom wird somit durch Kontakt mit der Hilfsflüssigkeit beschleunigt. Damit die untere Abteilung 15 nicht überläuft, wird diese nun mit geringer Zulaufleistung aufgefüllt, wobei sowohl in der oberen Abteilung 14 als auch in der ersten Ableitkammer 10 für die abgetrennte leichte Flüssigkeitsphase simultan eine radial einwärts gerichtete Verschiebung der dortigen Flüssigkeitsspiegel durch die abgetrennte leichte Flüssigkeitsphase bis zum Ablaufdurchmesser "D3" erfolgt. Da dieser Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser "D4", auf dem die Eintrittsöffnungen 16 der oberen Abteilung 14 liegen, sind diese auch von Flüssigkeit bedeckt. Anschließend kann der Trennvorgang mit voller Leistung betrieben werden, ohne eine Beeinträchtigung des Produktes befürchten zu müssen.
    Wegen der radial weiter einwärts liegenden Eintrittsöffnungen 16 der oberen Abteilung 14 erzeugt diese einen wesentlich höheren Flüssigkeitsdruck, so daß diese Abteilung die Durchsatzleistung der Trommel bestimmt. Die untere Abteilung 15 dient vorrangig zur stoßfreien Befüllung der Trommel 1. Der beschriebene Füllvorgang wird nach jeder Entleerung der Schleudertrommel über die Austragsöffnungen 18 wiederholt.

    Claims (5)

    1. Verfahren zum Füllen einer selbstentleerenden Schleudertrommel mit einem zu trennenden Flüssigkeitsgemisch, das über ein Einlaufrohr und einen Verteiler zugeführt wird, dessen Einlaufraum über Öffnungen in seinem mit radialen Zufuhrkanälen versehenen Verteilerfuß mit einem Tellereinsatz in Verbindung steht, in dessen Zentrum Kanäle zur Ableitung der abgetrennten leichten Flüssigkeitsphase in eine erste Ableitkammer und an dessen Peripherie ein Trennraum mit Kanälen zur Ableitung der abgetrennten schweren Flüssigkeitsphase in eine zweite Ableitkammer vorgesehen sind, wobei der Verteilerfuß aufgeteilt ist in eine obere Abteilung und eine untere Abteilung, die im Bereich der Öffnungen miteinander kommunizieren, und die Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle der oberen Abteilung radial einwärts von Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle der unteren Abteilung vorgesehen sind und das Einlaufrohr in die untere Abteilung mündet, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:
      a) Füllen der Schleudertrommel mit einer Hilfsflüssigkeit über eine untere Abteilung des Verteilerfußes bis zu einem Flüssigkeitsspiegel, der radial einwärts der Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle dieser Abteilung liegt,
      b) Zuführung des Flüssigkeitsgemisches mit reduzierter Leistung über die untere Abteilung des Verteilerfußes bis zu einem radial einwärts gelegenen Flüssigkeitsspiegel, der die Eintrittsöffnungen der Zufuhrkanäle einer oberen Abteilung des Verteilerfußes überdeckt,
      c) Zuführung des Flüssigkeitsgemisches mit voller Leistung über beide Abteilungen des Verteilerfußes.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hilfsflüssigkeit Salzwasser verwendet wird.
    3. Selbstentleerende Schleudertrommel zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Einlaufrohr (2) und einem Verteiler (3), dessen Einlaufraum (4) über Öffnungen (5) in seinem mit radialen Zufuhrkanälen (6) versehenen Verteilerfuß (7) mit einem Tellereinsatz (8) in Verbindung steht, in dessen Zentrum Kanäle (9) zur Ableitung der abgetrennten leichten Flüssigkeitsphase in eine erste Ableitkammer (10) und an dessen Peripherie ein Trennraum (11) mit Kanälen (12) zur Ableitung der abgetrennten schweren Flüssigkeitsphase in eine zweite Ableitkammer (13) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerfuß (7) aufgeteilt ist in eine obere Abteilung (14) und eine untere Abteilung (15), die im peripheren Bereich miteinander kommunizieren, wobei die Eintrittsöffnungen (16) der Zufuhrkanäle (6) der oberen Abteilung (14) radial einwärts von den Zufuhrkanälen (6) der unteren Abteilung (15) vorgesehen sind und das Einlaufrohr (2) in die untere Abteilung (15) mündet.
    4. Schleudertrommel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (17) der unteren Abteilung (15) radial auswärts zu dem Ablaufdurchmesser "D1" der zweiten Ableitkammer (13) vorgesehen sind.
    5. Schleudertrommel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnungen (16) der oberen Abteilung (14) radial auswärts zu dem Ablaufdurchmesser "D3" der ersten Ableitkammer (10) vorgesehen sind.
    EP96916079A 1995-05-30 1996-05-15 Verfahren und vorrichtung zum füllen einer selbstentleerenden schleudertrommel Expired - Lifetime EP0828563B1 (de)

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    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19519693 1995-05-30
    DE19519693A DE19519693C1 (de) 1995-05-30 1995-05-30 Verfahren und Vorrichtung zum Füllen einer selbstentleerenden Schleudertrommel
    PCT/EP1996/002076 WO1996038230A1 (de) 1995-05-30 1996-05-15 Verfahren und vorrichtung zum füllen einer selbstentleerenden schleudertrommel

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0828563A1 EP0828563A1 (de) 1998-03-18
    EP0828563B1 true EP0828563B1 (de) 1999-10-20

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    US (1) US5899845A (de)
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    BR (1) BR9608691A (de)
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