EP0892680A1 - Schleudertrommel - Google Patents

Schleudertrommel

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EP0892680A1
EP0892680A1 EP97920499A EP97920499A EP0892680A1 EP 0892680 A1 EP0892680 A1 EP 0892680A1 EP 97920499 A EP97920499 A EP 97920499A EP 97920499 A EP97920499 A EP 97920499A EP 0892680 A1 EP0892680 A1 EP 0892680A1
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EP
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centrifugal drum
inlet
rib
inlet chamber
channels
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EP97920499A
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Wilfried Mackel
Johannes Droste
Ludger Thiemann
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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 with a plate insert and a stationary inlet pipe which extends into an inlet space rotating with the drum, which contains a prechamber provided with ribs and a rib-free inlet chamber which are connected to one another via an annular gap is formed between the outside diameter of a disk 0 fixed to the inlet pipe and a wall of the inlet chamber, the inlet chamber being connected to a discharge chamber for liquid to be discharged via channels which, owing to their throttling action, cause the inlet chamber to be completely filled. 5
  • Such a centrifugal drum is known from DE 36 27 826 C2, the throttling effect being produced in that the diameter on which the channels begin in the inlet chamber is larger than the diameter of the liquid level in the discharge chamber.
  • This solution requires a relatively high peripheral speed at the entrance of the channels, which can have a disadvantageous effect on sensitive centrifugal goods, even though the acceleration of the liquid -5 produced thereby takes place in a completely filled inlet space.
  • the invention has for its object the known To design the centrifugal drum so that the mechanical stress on the centrifuged material in the inlet area is reduced.
  • the channels are formed by ribs which extend radially inwards to the vicinity of the inlet pipe, the ribs being shielded from the inlet chamber by a partition and the throttling effect being generated by at least one rib-free annular space, which is flowed through radially by the liquid to be removed.
  • the arrangement of the rib-free annular space is provided outside the inlet space.
  • the entry of the channels can therefore be provided on a relatively small diameter, so that a considerable reduction in the mechanical stress on the centrifuged material is achieved.
  • the rib-free annular space is provided on the radially outer boundary of the channels extending from the inlet space. This design is very easy to implement in terms of design.
  • the rib-free annular space is provided on the periphery of the discharge chamber. At this point, sensitive particles have already been separated, so that there are no negative effects.
  • the rib-free annular space can also be provided in the spaces between the plate insert. To do this, only the spacing strips usually present on the plates have to be interrupted at a suitable point.
  • the disk is provided with guide channels on the underside. This counteracts liquid rotation in the inlet chamber and creates a large pressure drop from the antechamber to the inlet chamber, which means that a relatively high static inlet pressure can be achieved in the inlet chamber.
  • the guide channels do not generate a harmful liquid swirl, they are radially aligned in their central area.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that the guide channels are closed by a cover disk, the inside diameter of which is connected to the outside
  • diameter of the inlet pipe forms an annular gap which is connected to the inlet chamber.
  • FIG. 1 shows a section through the centrifugal drum
  • FIG. 2 shows section II-II according to FIG. 1
  • FIG. 1 denotes the centrifugal drum, which has a peeling device 2 which is stationary during operation in the region of the inlet.
  • the centrifugal drum 1 is provided with a solid space 3 and a separation space which is formed by a plate insert 4 consisting of a plurality of individual plates, the plate insert 4 being carried by a distributor 5.
  • the separation and solid space are delimited on the upper side by a drum cover 6 and on the underside by a drum casing 7.
  • a central inlet pipe 8 is provided, on which a peeling disk 9 for discharging the clarified liquid is fixed.
  • the peeling disk 9 is arranged in a discharge chamber 10 and is connected to the separation space via discharge channels 11.
  • the inlet pipe 8 extends into an inlet
  • the disk 17 is provided on the underside with guide channels 18 and a cover disk 19, the inside diameter of which forms an annular gap 20 with the outside diameter of the inlet pipe 8.
  • the inlet space 12 is connected to the discharge chamber 10 via channels 21.
  • the channels 21 are formed by ribs 22 which extend radially inwards into the vicinity of the inlet pipe 8, the ribs 22 being shielded from the inlet chamber 15 by a partition 23.
  • a rib-free annular space 24 is provided below the distributor 5 and the liquid to be discharged flows radially through it. Further rib-free annular spaces 25, 26 are provided in the interspaces of the plate insert 4 and on the periphery of the discharge chamber 10.
  • the centrifugal liquid is fed through the inlet pipe 8 to the inlet space 12 and initially fills the solid space 3 via the channels 21. Via the plate insert 4 and the discharge channels 11, the liquid reaches the discharge chamber 10, from which it is discharged by means of a peeling disk 9.
  • the rib-free annular spaces 24, 25, 26 cause such an increase in the flow resistance
  • the centrifugal drum 1 that a static pressure must be applied to the completely filled inlet space 12. Since the inner edges of the ribs 22 are provided on a small diameter, the loading of the liquid supplied during acceleration to the angular speed of the centrifugal drum 1 is relatively low. The static pressure generated in the inlet chamber 12 by the supplied liquid is transferred via the rib-free inlet chamber 15 to the annular gap 16. This pressure is compensated for by the pressure of the rotating liquid in the pre-chamber 14. Since the rotating partition 23 tends to carry the liquid in the inlet chamber 15, liquid is continuously drawn off from the periphery of the inlet chamber 15 via the guide channels 18 and the annular gap 20 and fed back into the center thereof.
  • this liquid has no peripheral speed or a peripheral speed directed against the direction of rotation of the centrifugal drum 1. Since the friction effect of the partition wall 23 is relatively small, the liquid does not experience any significant entrainment when it flows through the inlet chamber 15.

Abstract

Der Einlaufraum (12) der Schleudertrommel (1) ist über Kanäle (21) mit einer Ableitkammer (10) verbunden, wobei die zugeführte Flüssigkeit auf dem Weg zur Ableitkammer (10) rippenfreie Ringräume (24, 25, 26) radial durchströmen muß. Dadurch wird ein Durchflußwiderstand erzeugt, der eine vollständige Füllung des Einlaufraumes (12) bewirkt. Da die Kanäle (21) in der Nähe des Einlaufrohres (8) beginnen, erfolgt die Beschleunigung der zugeführten Flüssigkeit auf die Rotationsgeschwindigkeit der Schleudertrommel (1) auf einem kleinen Durchmesser, wodurch eine relativ geringe Beanspruchung des Schleudergutes erfolgt.

Description

Schleudertrommel
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schleudertrommel mit einem Tellereinsatz und einem ortsfesten Einlaufrohr, das 5 sich in einen mit der Trommel rotierenden Einlaufraum er¬ streckt, der eine mit Rippen versehenen Vorkammer und eine rippenfreie Einlaufkammer beinhaltet, die über einen Ringspalt miteinander verbunden εind, der zwischen dem Au¬ ßendurchmesser einer am Einlaufrohr festgelegten Scheibe 0 und einer Wandung des Einlaufraumes gebildet wird, wobei der Einlaufraum mit einer Ableitkammer für abzuführende Flüssigkeit über Kanäle verbunden ist, die aufgrund ihrer Drosselwirkung eine vollständige Füllung der Einlaufkammer bewirken. 5
Eine derartige Schleudertrommel ist bekannt aus der DE 36 27 826 C2, wobei die Drosselwirkung dadurch erzeugt wird, daß der Durchmesser auf dem die Kanäle in der Ein- laufkammer beginnen größer ist als der Durchmesser des 0 Flüssigkeitsspiegels in der Ableitkammer. Diese Lösung be¬ dingt eine relativ große Umfangsgeschwindigkeit am Ein¬ tritt der Kanäle, wodurch bei empfindlichen Schleudergü¬ tern eine nachteilige Wirkung hervorgerufen werden kann, obwohl die dadurch erzeugte Beschleunigung der Flüssigkeit -5 in einem vollständig gefüllten Einlaufräum erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schleudertrommel so auszugestalten, daß die mechanische Beanspruchung des Schleudergutes im Einlaufraum reduziert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Kanäle durch Rippen gebildet werden, die sich radial einwärts bis in die Nähe deε Einlaufrohres erstrecken, wobei die Rippen durch eine Trennwand gegenüber der Einlaufkammer abge¬ schirmt sind und die Drosselwirkung durch mindestens einen rippenfreien Ringraum erzeugt wird, der von der abzufüh¬ renden Flüssigkeit radial durchströmt wird.
Die Anordnung des rippenfreien Ringraumes ist außerhalb des Einlaufraumes vorgesehen. Der Eintritt der Kanäle kann daher auf einem relativ kleinen Durchmesser vorgesehen werden, so daß eine erhebliche Reduzierung der mechani¬ schen Beanspruchung des Schleudergutes erreicht wird.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der rippenfreie Ringraum an der radial äußeren Begrenzung der vom Einlauf¬ raum ausgehenden Kanäle vorgesehen. Diese Ausführung ist konstruktiv sehr leicht zu realisieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der ' rippenfreie Ringraum an der Peripherie der Ableitkammer vorgesehen. An dieser Stelle sind empfindliche Partikel bereits abgetrennt, so daß auch keine negative Beeinflus-
.../3 sung mehr möglich ist.
Der rippenfreie Ringraum kann auch in den Zwischenräumen des Tellereinsatzes vorgesehen sein. Dazu müssen lediglich die auf den Tellern üblicherweise vorhandenen Abstandslei¬ sten an geeigneter Stelle unterbrochen sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Scheibe auf der Unterseite mit Leitkanälen versehen. Da- durch wird einer Flüssigkeitsrotation in der Einlaufkammer entgegengewirkt und ein großes Druckgefälle von der Vor¬ kammer zur Einlaufkammer erzeugt, womit ein relativ hoher statischer Einlaufdruck im Einlaufräum realisierbar ist.
Damit die Leitkanäle keinen schädlichen Flüεsigkeitsdrall erzeugen, sind sie in ihrem zentralen Bereich radial aus¬ gerichtet.
Es kann vorteilhaft sein, die Leitkanäle in ihrem zentra- len Bereich tangential gegen die Drehrichtung der Schleu¬ dertrommel auszurichten. In diesem Fall wird ein Flüssig- keitsdrall erzeugt, der der Mitnahme durch rotierende Trommelteile entgegenwirkt.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Leitkanäle durch eine Deckscheibe geschlossen sind, deren Innendurchmesser mit dem Außen-
.../4 durchmesεer des Einlaufrohres einen Ringspalt bildet, der mit der Einlaufkammer in Verbindung steht. Mit dieser Lö¬ sung können große Flüssigkeitsmengen in der Einlaufkammer umgewälzt und dadurch die Flüssigkeitsrotation in der Ein- laufkammer fast vollständig unterdrückt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch die Schleudertrommel, Fig. 2 den Schnitt II - II gemäß Fig. 1
Mit 1 ist in der Fig. 1 die Schleudertrommel bezeichnet, die im Bereich des Einlaufes eine im Betrieb stillstehende Schäleinrichtung 2 aufweist. Die Schleudertrommel 1 ist mit einem Feststoffräum 3 und einem Trennraum versehen, der von einem aus einer Vielzahl von einzelnen Tellern be¬ stehenden Tellereinsatz 4 gebildet wird, wobei der Teller¬ einsatz 4 von einem Verteiler 5 getragen wird. Der Trenn- und Feststoffraum werden an der Oberseite von einem Trom¬ meldeckel 6 und an der Unterseite von einem Trommelmantel 7 begrenzt. Im Bereich der Schäleinrichtung 2 ist ein zen¬ trales Einlaufrohr 8 vorgesehen, an dem eine Schälscheibe 9 zur Ableitung der geklärten Flüssigkeit festgelegt ist.. Die Schälscheibe 9 ist einer Ableitkammer 10 angeordnet und steht über Ableitkanäle 11 mit dem Trennraum in Ver¬ bindung. Das Einlaufröhr 8 erstreckt sich in einen Ein-
.../5 laufraum 12 mit einer mit Rippen 13 versehenen Vorkammer 14 und einer rippenfreien Einlaufkammer 15, die über einen Ringspalt 16 miteinander verbunden sind, der zwischen dem Außendurchmesser einer am Einlaufrohr 8 festgelegten Scheibe 17 und dem Innendurchmesser des Einlaufraumes 12 gebildet wird. Die Scheibe 17 ist an der Unterseite mit Leitkanälen 18 und einer Deckscheibe 19 versehen, deren Innendurchmesser mit dem Außendurchmesser des Einlaufroh¬ res 8 einen Ringspalt 20 bildet. Der Einlaufräum 12 steht über Kanäle 21 mit der Ableitkammer 10 in Verbindung. Die Kanäle 21 werden durch Rippen 22 gebildet, die sich radial einwärts bis in die Nähe des Einlaufrohres 8 erstrecken, wobei die Rippen 22 durch eine Trennwand 23 gegenüber der Einlaufkammer 15 abgeschirmt sind. Unterhalb des Vertei- lers 5 ist ein rippenfreier Ringraum 24 vorgesehen, der von der abzuführenden Flüssigkeit radial durchströmt wird. Weitere rippenfreie Ringräume 25, 26 sind in den Zwischen¬ räumen des Tellereinsatzes 4 und an der Peripherie der Ab- leitkammer 10 vorgesehen.
Die Schleuderflüssigkeit wird durch das Einlaufrohr 8 dem Einlaufraum 12 zugeführt und füllt über die Kanäle 21 zu¬ nächst den Feststoffräum 3 aus. Über den Tellereinsatz 4 und die Ableitkanäle 11 gelangt die Flüssigkeit in die Ab- leitkammer 10, aus der sie mittels Schälscheibe 9 abgelei¬ tet wird. Die rippenfreien Ringräume 24, 25, 26 bewirken dabei eine derartige Erhöhung des Durchflußwiderstandes
.../6 der Schleudertrommel 1, daß dem vollständig gefüllten Ein¬ laufraum 12 ein statischer Druck aufgeprägt werden muß. Da die Innenkanten der Rippen 22 auf einem kleinen Durchmes¬ ser vorgesehen sind, ist die Beanspruchung der zugeführten Flüssigkeit bei der Beschleunigung auf die Winkelgeschwin¬ digkeit der Schleudertrommel 1 relativ gering. Der im Ein¬ laufraum 12 durch die zugeführte Flüssigkeit erzeugte sta¬ tische Druck überträgt sich über die rippenfreie Einlauf¬ kammer 15 auf den Ringspalt 16. Dieser Druck wird durch den Druck der rotierenden Flüssigkeit in der Vorkammer 14 kompensiert. VJeil die rotierende Trennwand 23 zur Mitnahme der Flüssigkeit in der Einlaufkammer 15 tendiert, wird über die Leitkanäle 18 und den Ringspalt 20 ständig Flüs¬ sigkeit von der Peripherie der Einlaufkammer 15 abgezogen und in deren Zentrum wieder eingespeist. Je nach Form der Leitkanäle 18 besitzt diese Flüssigkeit keine Umfangsge¬ schwindigkeit oder eine entgegen der Drehrichtung der Schleudertrommel 1 gerichtete Umfangsgeschwindigkeit. Da die Reibwirkung der Trennwand 23 relativ klein ist, er- fährt die Flüssigkeit bei der Durchströmung der Einlauf¬ kammer 15 keine nennswerte Mitnahme.
Aus der Fig. 2 sind zwei alternative Ausbildungen der Leitkanäle 18 in der Scheibe 17 ersichtlich, die in ihrem zentralen Bereich radial oder tangential gegen die Dreh¬ richtung "D" der Schleudertrommel 1 ausgerichtet sein kön¬ nen.
.../7 Anstatt der rippenfreien Ringräume 24, 25, 26 können auch andere bekannte Elemente zur Erhöhung des Durchflußwider¬ standes verwendet werden wie beispielsweise Blenden oder lange enge Reibkanäle.
/8

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H ESchleudertrommel
1. Schleudertrommel mit einem Tellereinsatz und einem ortsfesten Einlaufröhr, das sich in einen mit der Trommel rotierenden Einlaufräum erstreckt, der eine mit Rippen versehenen Vorkammer und eine rippenfreie Einlaufkammer beinhaltet, die über einen Ringspalt miteinander verbunden εind, der zwischen dem Außendurchmesser einer am Einlauf- röhr festgelegten Scheibe und einer Wandung des Einlauf- rauraes gebildet wird, wobei der Einlaufraum mit einer Ab¬ leitkammer für abzuführende Flüssigkeit über Kanäle ver¬ bunden ist, die aufgrund ihrer Drosselwirkung eine voll- ständige Füllung der Einlaufkammer bewirken, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Kanäle (21) durch Rippen (22) gebil¬ det werden, die sich radial einwärts bis in die Nähe des Einlaufrohres (8) erstrecken, wobei die Rippen (22) durch eine Trennwand (23) gegenüber der Einlaufkammer (15) abge- schirmt sind und die Drosselwirkung durch mindestens einen rippenfreien Ringraum (24, 25, 26) erzeugt wird, der von der abzuführenden Flüssigkeit radial durchströmt wird.
2. Schleudertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, daß der rippenfrei Ringraum (24) an der radial äuße¬ ren Begrenzung der vom Einlaufräum (12) ausgehenden Kanäle (21) vorgesehen ist.
.../9
3. Schleudertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der rippenfreie Ringraum (26) an der Peripherie der Ableitkammer (10) vorgesehen ist.
05 4. Schleudertrommel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, daß der rippenfreie Ringraum (25) in den Zwischenräu¬ men des Tellereinsatzes (4) vorgesehen ist.
5. Schleudertrommel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- 10 durch gekennzeichnet, daß die Scheibe (17) auf der Unter¬ seite mit Leitkanälen (18) versehen ist.
6. Schleudertrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Leitkanäle (18) in ihrem zentralen Bereich
15 radial ausgerichtet sind.
7. Schleudertrommel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Leitkanäle (18) in ihrem zentralen Bereich tangential gegen die Drehrichtung der Schleudertrommel
20 ausgerichtet sind.
8. Schleudertrommel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Leitkanäle (18) durch eine Deckscheibe (19) geschlossen sind, deren Innendurchmesser
_25 mit dem Außendurchmesser des Einlaufrohres (8) einen
Ringspalt (20) bildet, der mit der Einlaufkammer (15) in Verbindung steht.
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