EP1337344B1 - Essoreuse a vis sans fin, a bol plein, munie d'un distributeur - Google Patents

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EP1337344B1
EP1337344B1 EP01996435A EP01996435A EP1337344B1 EP 1337344 B1 EP1337344 B1 EP 1337344B1 EP 01996435 A EP01996435 A EP 01996435A EP 01996435 A EP01996435 A EP 01996435A EP 1337344 B1 EP1337344 B1 EP 1337344B1
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EP
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distributor
solid
wall
screw centrifuge
centrifuge according
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Jürgen HERMELER
Paul BRÜNING
Ludger HORSTKÖTTER
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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
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • 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
    • B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
    • B04B2001/2033—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with feed accelerator inside the conveying screw

Definitions

  • the invention relates to a solid bowl screw centrifuge according to the preamble of claim 1.
  • the generic solid bowl screw centrifuge in such a way that the relative speed of the Spinning material when entering into the liquid surface on structurally simple Way is reduced.
  • At least one wall of the distributor with a Surface structure of at least two or more radially offset from each other Provided rows of projections, wherein the projections of the rows to each other in such a way axially offset, that substantially no radial free flow channels are formed on the wall.
  • At least one wall of the distributor is so with a surface structure of projections provided that the essential part dea the splitter flowing through centrifugally good at this at least one wall on the substantially radial and / or substantially in the direction of Centrifugal extending distance from the inlet pipe into the centrifugal space at least must flow around one of the projections.
  • centrifugal here is the direction to understand the Verteilerwandung in which the centrifuged by turning the Distributor by the centrifugal force substantially flow into the centrifugal space wants, i.
  • the term "radial” may also include an axial component of motion and / or a peripheral component. It is important that at least the essential Part of the centrifugal material not directly "in the direction of centrifugal force" in the Centrifugal space flows.
  • the projections have a meander shape.
  • the projections are formed as sheets.
  • At least one Wall of the distributor with a circumferentially extending, staircase-like Surface structure provided, which also a braking, u.a. by Turbulence, causes.
  • Fig. 1 shows a solid bowl screw centrifuge with a screw 1, a Screw body 3 and here a worm-like surrounding the screw body 3 Schneckenblatt 5 has. Between the worm threads x, x + 1, ... is a Screw channel 7 for conveying / transporting a centrifugal material to be processed educated.
  • Centrifugal S is through the centrally arranged inlet pipe 13 into a manifold 15 and from there through radial openings 17 in the manifold 15 in the centrifugal space 19 with the screw 1 and the screw 1 surrounding drum 21 passed.
  • the screw 1 rotates at a speed slightly lower or higher than the drum 21 and conveys the ejected solid F to the tapered portion 11 out of the drum 21 for solids 23.
  • Fig. 2 again shows the inlet pipe 13, which projects into the manifold 15, the here has a substantially rectangular cross-section (perpendicular to the image plane 2) or is formed substantially as a rectangular tube.
  • Alternative training are of course conceivable, so a training of the distributor as Pipe construction of two intersecting rectangular pipes or pipes, which not perpendicular to the drum axis but at any angle to this aligned are.
  • deviating cross-sectional geometries are also of a rectangular cross-section realizable.
  • the relative velocity component should be v when entering the sling in the centrifugal chamber 19 as small as be possible, for example, in products which are relatively strong for foaming tend or have sensitive structures, just not as in the state of Technology may be destroyed or damaged (e.g., flocculants that are not to be destroyed).
  • the S should therefore ideally only with the Circumferential rotational speed of the screw body 3 and without relative speed v (see also Fig. 12) enter the centrifugal space.
  • the walls 15a, d of the distributor which in the opposite Ends of the distributor 15, the centrifuged material substantially during the rotation of the Take distributor 15 - or in addition the vertical side walls 15b (or alternatively also all walls) of the distributor with a surface structure to be provided, which in particular formed directly on the wall 15a, d or on at least one separate, attachable to the wall Sheet 29 formed projections 27 may consist. Also a multilayer arrangement of several superimposed sheets 29 with projections 27 is feasible (Fig. 3).
  • the projections 27 distributed.
  • the projections 27 are further at least in the radially outer region the distributor wall 15a, d formed. This has the following advantage.
  • the projections 27 may also widen away from the wall 15 a or also rejuvenate. Also ball-like shapes are conceivable.
  • the extent of the projections 27 perpendicular to the distribution wall 15a is such in each preferred application (e.g., fruit juice recovery etc.) and at maximum throughput of centrifugal the projections 27 at least are as high as the liquid level on the wall 15a.
  • the protrusions are about twice as high as the average liquid level.
  • the projections may alternatively be formed as rods, which the Distributor 15 from the wall 15a to the opposite wall 15d push through.
  • the knobs 27 can also be formed as forms or in others Way directly integrally formed with the wall 15 a, d or the sheet 29 be. This one-piece forming can be done in the casting or by milling the nub structure out of a correspondingly thick wall plate.
  • the nubs 27a, b are each arranged in rows, which are parallel to the drum axis A are aligned. The rows are so half of each other Distance between two adjacent nubs 27 a, b axially offset arranged that the Centrifugal S is denied a direct flow in the radial direction. Of the axial distance d of the knobs 27a, b to each other here is slightly larger than that Diameter of the nubs 27a, b. The distance between the centers of the knobs in radial Direction corresponds approximately to their diameter a, b.
  • the knobs 27, according to Fig. 2, a radially outwardly gradually smaller Expected diameter.
  • the fürströmkanäle 33 are also smaller or narrower. This training causes an increasing braking of the Spin good radially from the inside out, that is, it acts the increasing Acceleration due to the increasing centrifugal force. It will the path to be covered for the goods S to spin around the nubs 27a, b longer.
  • the rows of nubs 27a are each about the diameter of Nubs offset from one another, wherein the distance between the centers or Central axes of the cylindrical knobs 27a in each row each have the diameter d of the nubs 27a corresponds.
  • Fig. 4e shows a variant in which the nubs of a row such a small Distance from each other, that at an axial offset of the rows of knobs by half the distance between two adjacent knobs no perpendicular to the central axis A centrifuge extending linear flow channels 33 remain.
  • Fig. 6a shows a variant of the invention in which instead of rows of nubs at least two rows of sheet metal strips 127 on the wall 15 a of the distributor are attached.
  • These metal strips 127 are each aligned at an angle to the central axis A of the centrifuge and are so close to each other in opposite angularly offset In turn, that no flow channels in the radial direction at the Verteilerwandung remain but a strong deflection and deceleration occurs.
  • the angle here is about 30 °. The smaller the angle to the central axis, the better the speed must be higher, so that no deposits on the sheet metal strip form. The angle could also be reduced to the outside, possibly to to the value 0.
  • a variant shows Fig. 7.
  • a first very flat plate 127 leads to strong deceleration into a labyrinth arrangement 128 of further bent sheets 127, which is designed so that again no radial flow is possible.
  • the projections have a kind of meandering shape.
  • the zigzag-like Meander 327 engage each other in such a way that again no flow channels radially remain outside in the distributor 15.
  • the sheets 428 have an angular cross-section, i. they each consist of one substantially parallel to the distribution wall extending portion 428a and an angled section 428b, which here exemplifies an inclination of about 30 ° to the vertical on the distributor wall has.
  • the section 428a extending substantially parallel to the distributor wall of the first sheet 428 is placed directly on the distributor wall.
  • the parallel to the distribution wall 428 a extending portions of the following plates 428 are respectively at the backsides of the angled portions 428b of the preceding panels attached so that between the successive sheets 428 a kind Verwirbelungsraum arises.
  • the liquid jet hits from one step or sheet 428 to the next Step or the next sheet 428, he (in Fig. 9 to the left and right) in the flow direction and directed and swirled against it in different directions, which in turn causes a braking effect.
  • FIG. 10 differs from FIG. 9 not only in that the step construction 427 was realized in one piece from a cast or milled part, but that the step construction is designed such that the substantially parallel to the distribution wall extending portion 429a of the steps 429 respectively at the ends of Angled portions 429b of the preceding stage connects, so that between the successive stages no turbulence space arises.
  • FIG. 11 An alternative to FIGS. 9 and 10 is shown in FIG. 11.
  • a kind of "waterfall brake feed” is shown.
  • the individual stages 430 will again be essentially through formed parallel to the drum axis extending rows of protrusions 431 or in a plate grooved rows 432 are milled.
  • the rows of grooves 432 have again an angled cross section, i. they each consist of one substantially parallel to the distributor wall extending portion 432a and an angled section 432b, which here by way of example has an inclination of about 30 ° to the vertical on the distributor wall has.
  • the respectively essentially parallel to the distribution wall extending portions 432a of the rows of grooves are substantially aligned with each other, that is, they lie in one plane, which is the production compared to the variant of FIG. 10 cheaper (less waste during milling or less casting material required). It is advantageous in the case shown here
  • the inclined portion 432b makes an angle of about 30 ° to the vertical on the Verteilerwandung and that the impact of the liquid jet to the next stage also at an angle of e.g. 30 °.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

L'invention concerne une essoreuse à vis à bol plein, comprenant une zone d'essorage (19) présentant une vis sans fin (1) entraînée en rotation et un tambour (21) également entraîné en rotation, entourant la zone d'essorage (19), ainsi qu'un distributeur (15), de préférence en forme générale de tuyau, pour l'introduction de la matière à essorer (S) dans la zone d'essorage (19), qui est orienté incliné, en particulier verticalement, par rapport à l'axe (A) de la vis (1). La matière à essorer est introduite dans le distributeur (15) par un conduit d'amenée (13) s'étendant axialement. Au moins une paroi (15a) du distributeur présente une structure en surface munie de saillies (27), de telle façon que la majeure partie de la matière à essorer (S) traversant le distributeur soit contrainte de circuler sur au moins ladite paroi (15a), sur le trajet radial allant du conduit d'amenée (13) vers la zone d'essorage (19), en contournant au moins l'une des saillies (27).

Claims (26)

  1. Essoreuse à vis sans fin à bol plein, qui comprend ce qui suit :
    a) un tambour rotatif (21) qui contient une zone centrifuge (19) avec une vis sans fin (1) également en rotation ;
    b) un distributeur (15) réalisé de préférence en tant que tuyau pour l'amenée d'un produit à centrifuger (S) dans la zone centrifuge (19), qui est orienté de manière angulaire, en particulier perpendiculaire, par rapport à l'axe central (A) de la vis sans fin (1), le produit à centrifuger étant conduit dans le distributeur (15) par le biais d'un tuyau d'arrivée (13) s'étendant en direction axiale ;
    c) au moins une paroi (15a) du distributeur étant munie d'une structure de surface constituée de saillies (27) ;
       caractérisée en ce que :
    d) au moins une paroi (15a) du distributeur est munie d'au moins deux rangées de saillies (27) décalées l'une par rapport à l'autre en direction radiale ou davantage, les saillies (27) des rangées étant décalées l'une par rapport à l'autre en direction axiale de telle sorte que sensiblement aucun canal de circulation radial et/ou s'étendant sensiblement dans la direction de la force centrifuge n'est formé sur la paroi (15a).
  2. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 1, caractérisée en ce que les saillies sont réalisées en tant que boutons (27) à section de forme circulaire, en forme de losange ou en forme de polygone quelconque.
  3. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 1, caractérisée en ce que les saillies (227) présentent une forme de méandres.
  4. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 1, caractérisée en ce que les saillies (127) sont réalisées en tant que rubans de tôle et/ou sont fabriquées par soudage, par fraisage ou par un procédé similaire.
  5. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 4, caractérisée en ce que les rubans de tôle (127) sont orientés chacun de façon angulaire, de préférence à 30°, par rapport à l'axe central A de l'essoreuse et sont alignés l'un après l'autre de façon étanche, en particulier dans des rangées décalées dans l'angle l'une par rapport à l'autre, de telle sorte qu'aucun canal de passage ne subsiste dans la direction radiale sur la paroi du distributeur.
  6. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 5, caractérisée en ce que les angles (α) diminuent de préférence entre les rubans de tôle (127) et l'axe central A à mesure du rayon croissant du distributeur (15) et/ou à mesure de la distance croissante par rapport à l'axe du tambour.
  7. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisée en ce que les rubans de tôle (127) forment un labyrinthe vers la zone centrifuge.
  8. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 2, caractérisée en ce que les boutons (27) présentent un profil se rétrécissant ou s'élargissant ou de forme circulaire ou sphérique ou d'un diamètre constant à partir de la paroi du distributeur (15).
  9. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 2 ou 8, caractérisée en ce que les boutons (27) sont réalisés d'une seule pièce avec la paroi (15a) ou la tôle (29).
  10. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 9, caractérisée en ce que les boutons (27) sont soudés dans des alésages de la tôle (29) ou de la paroi (15a).
  11. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 2 ou 8 à 10, caractérisée en ce que les boutons (27) présentent une telle hauteur sensiblement perpendiculairement à la paroi (15a) que, au débit maximal de produit à centrifuger (S), le niveau de liquide sur la paroi (1 5a) est inférieur à la hauteur des boutons.
  12. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 2 ou 8 à 11, caractérisée en ce que le diamètre et/ou la distance des boutons (27) diminuent en direction radiale vers l'extérieur.
  13. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 2 ou 8 à 12, caractérisée en ce que le diamètre et/ou la distance des boutons (27) sont constants en direction radiale vers l'extérieur.
  14. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la paroi (15a) ou la tôle (29) munie des saillies s'étend sur la paroi avec des saillies sur la paroi périphérique du corps de la vis sans fin à l'intérieur de la zone centrifuge (19).
  15. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les saillies (27) sont réalisées au moins dans la zone radiale extérieur du distributeur (15).
  16. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la structure de surface avec les saillies (27) recouvre au moins 40 % de la superficie de la paroi (15a).
  17. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que plusieurs épaisseurs superposées l'une à l'autre de tôles munies des saillies sont agencées dans le distributeur (15) sur la paroi (15a) au moins au nombre d'un, de telle sorte que le flux de produit à centrifuger traversant le distributeur est divisé en plusieurs parties.
  18. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les saillies (27) et/ou la tôle recevant les saillies sont constituées d'acier, de fonte ou d'un matériau synthétique ou de caoutchouc.
  19. Essoreuse à vis sans fin à bol plein, qui comprend ce qui suit :
    un tambour rotatif (21) qui contient une zone centrifuge (19) avec une vis sans fin (1) également en rotation ;
    un distributeur (15) réalisé de préférence en tant que tuyau pour l'amenée d'un produit à centrifuger (S) dans la zone centrifuge (19), qui est orienté de manière angulaire, en particulier perpendiculaire, par rapport à l'axe central (A) de la vis sans fin (1) ;
    où le produit à centrifuger est conduit dans le distributeur (15) par le biais d'un tuyau d'arrivée (13) s'étendant en direction axiale ;
    caractérisée en ce que :
    au moins une paroi (15a) du distributeur est munie d'au moins une structure de surface similaire à un escalier s'étendant dans la direction de la périphérie ou construction en escalier (427).
  20. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 19, caractérisée en ce que la construction en escalier (427) est constituée de plusieurs tôles (428) situées l'une au-dessus de l'autre dans la direction de la périphérie.
  21. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 19, caractérisée en ce que la construction en escalier (427) est constituée d'un corps en métal ou en un matériau synthétique d'une seule pièce.
  22. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon la revendication 20, caractérisée en ce que les tôles (428) présentent une section angulaire et sont constituées chacune d'un segment s'étendant sensiblement parallèlement à la paroi du distributeur (428a) et d'un segment en position angulaire par rapport à celui-ci (428b).
  23. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 20 ou 22, caractérisée en ce que le segment s'étendant sensiblement parallèlement à la paroi du distributeur (428a) de la première tôle (428) est monté directement sur la paroi du distributeur et en ce que les segments s'étendant parallèlement à la paroi du distributeur (428a) des tôles suivantes (428) sont agencés chacun sur les côtés arrières des segments angulaires (428b) des tôles précédentes de telle sorte qu'une zone de tourbillon apparaít entre les tôles successives (428).
  24. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 19 à 23, caractérisée en ce que la construction en escalier est conçue de telle sorte que le segment s'étendant sensiblement parallèlement à la paroi du distributeur (429a) de chaque marche (429) se raccorde à chaque fois à l'extrémité du segment angulaire (429b) de la marche précédente.
  25. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 19 à 24, caractérisée en ce que les marches individuelles (430) sont réalisées au moyen de rangées de rainures s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe du tambour (432), qui présentent de préférence une section angulaire.
  26. Essoreuse à vis sans fin à bol plein selon l'une quelconque des revendications 19 à 25, caractérisée en ce que les segments s'étendant chacun sensiblement parallèlement à la paroi du distributeur (432a) des rangées de rainures (432) se situent sensiblement dans un plan.
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