EP1508377B1 - Separator - Google Patents
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- EP1508377B1 EP1508377B1 EP04018599A EP04018599A EP1508377B1 EP 1508377 B1 EP1508377 B1 EP 1508377B1 EP 04018599 A EP04018599 A EP 04018599A EP 04018599 A EP04018599 A EP 04018599A EP 1508377 B1 EP1508377 B1 EP 1508377B1
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- 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
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- 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 separator according to the preamble of claim 1.
- Such a separator is known from DE 38 34 134 A1 (see FIG. 4).
- Another problem is a transport (shaft run) of germs to the peeling disc.
- the connecting bores between the preferably conical inlet space and the annular space and preferably each of the outlet openings extend from the inlet space into the inlet bores of the distributor and each of the connecting bores to the annular space is assigned a respective rib.
- the ribs are particularly advantageous radially within the outlet openings from the inlet space into the inlet bores of the distributor and axially arranged below the connecting holes to the annulus.
- an upper catching chamber is disclosed, which is connected via bores with an annular space in operative connection, which may be divided with ribs into individual distribution channels , Thereafter, here set the ribs not just before the entry of the holes for the distribution channels but they themselves represent the boundary wall of the distribution channels.
- the catching chamber is also not located above the lower end of the inlet pipe, so that no product can enter into it. Rather, the fan chamber serves to recirculate leaking fluid into the drum. The prevention of contamination is just not in the foreground of the considerations.
- the ribs are arranged in the direction of rotation according to a particularly preferred variant of the invention seen in front of the outlet openings and the connecting bores. It has also proven to be particularly advantageous if the inlet space has a conically widening shape in the inlet direction.
- the height of the ribs in the inlet region is preferably higher than the height of the outlet openings in the inlet bores, for example by at least 1.5 times, in particular more than 2 times, the height of the outlet openings in the inlet bores and corresponding to the ring section before the bore.
- FIG. 1 shows a simplified representation of a portion of a centrifugal drum 1 of a separator, in which a disc package 2 is arranged from a plurality of plates 3 concentric with the machine axis A.
- the plates 3 have a conical shape, are stacked axially one above the other and by means of spacers, not shown here (tabs and the like.) Spaced apart.
- the plate package 2 is held on a distributor shaft 4 of a distributor 5, which is provided on its outer periphery with radially outwardly projecting webs (not visible here), which engage on the inner circumference of the plate 3 in this.
- the plate package 2 has riser channels 6, which consist of directly superimposed holes in the plates 3 and extend over the entire height of the plate package 2.
- An inlet pipe 7 lying concentrically to the machine axis makes it possible to feed a centrifuged material from above into the centrifugal drum 1 and through the distributor shaft 4 and underneath the plate package 2 in the distributor 5 into the plate package 2, by way of example in the region of the riser channel 6 or another place.
- the actual clarification of the product to be processed by solids (for example for sterilization) and / or a separation of the product into different liquid phases, which then takes place in the centrifugal drum 1 be derived by discharges 9, 10 on different diameters and peeling discs 11, 12 and by not shown here Feststoffausträge from the centrifugal drum 1.
- a fed through the inlet pipe 7 product enters from the inlet pipe 7 first in a in this separator with a vertical machine and rotation axis conically widening from top to bottom inlet space 13 with smooth surfaces inside the distributor shaft 4, wherein the free lower outlet of the inlet pipe 7 to below the upper edge of the inlet chamber 13 extends.
- the opening angle ⁇ of the inlet chamber 13 is adapted to the size of the separator and the associated power and may for example be more than 3 °, preferably more than 5 °.
- the product From the inlet space 13, the product enters radially outward (and here obliquely downward) through outlet openings 14 from the inlet space 13 into the inlet bores 8, the inner portions 23 and in the distributor upwardly extending portions 24 which open below the riser channels ,
- a bore-like outlet opening 14 is arranged from the inlet space 13 into the inlet bores or channels 8 directly behind each of the ribs 16 and radially outside the ribs.
- the height (parallel to the vertical machine axis) of the ribs 16 is greater, for example, more than 1.5 times greater than the height of the outlet openings 14th
- ribs 16 are again preferably in the direction of rotation behind each rib 16 and axially above the ribs 16 (axially relative to the vertical drum axis M) connecting holes 17 formed in the distributor shaft 4, which is parallel to the peripheral wall 18 of the inlet space from the outlet openings 14 of the inlet chamber 13 13 extend in the distributor shaft 4 into an annular space 19, which is formed in the distributor shaft 4 above the lower end of the inlet tube 7 and below the lower first paring disc 11 and is connected via an annular channel 20 with a further annular space 21, in which the first paring disc 11 is arranged.
- the ribs 16 are arranged within a radially widening annular portion 22 of the annular space 13, on whose outer circumference the inlet openings 14 are arranged, where already a further acceleration of the centrifuged material - supported by the ribs 16 - takes place.
- the ribs 16 are tapered according to a variant such that they extend the conical inner contour of the inlet space in their area downwards, which further optimizes the conditions in the inlet region.
- the ribs 16 are as high as the ring portion 22 and can also be as wide as the connecting holes.
- milk to be sterilized is passed through the inlet pipe 7 into the centrifugal space 1 as a product to be processed, it initially still has the rotational speed zero and its axial feed rate.
- the negative pressure is preferably 0.9 to 0.6 bar. Even with a high gas content in the product, especially at a high air content in raw milk to achieve a particularly uniform disinfection.
- Fig. 4 illustrates the design of a sterilization separator for the sterilization of milk with a drum with a vertical axis of rotation and with a sludge space outside the plate pack and a spool valve before Feststoffaustragsötechnische for discharging solids such as germs.
- the inventive degerminator may otherwise be constructed in the same way as this separator, in which case, however, the inlet area, in particular the distributor area, is designed in the manner of FIGS. 1-3.
- At least eight ribs and inlet bores are advantageously provided.
- the number of ribs 16 thus corresponds to the number of riser channels and outlet openings.
- the width of the ribs 16 may also correspond to the width of the connecting bores 17.
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
- Dairy Products (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein derartiger Separator ist aus der DE 38 34 134 A1 bekannt (siehe Fig. 4).
- Bei der Entkeimung eines Produktes wie Rohmilch mittels Separatoren kommt es immer wieder zu kurzzeitigen Verschlechterungen der Entkeimungseffizienz aufgrund von Druckanstiegen im Zulauf, die z. B. durch Teilentleerungen, Tankumschaltungen oder durch einen erhöhten Luftgehalt in dem Produkt hervorgerufen werden.
- Ein weiteres Problem ist ein Transport (Schaftlauf) von Keimen zur Schälscheibe.
- Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.
- Danach erstrecken sich die Verbindungsbohrungen zwischen dem vorzugsweise konischen Zulaufraum und dem Ringraum und vorzugsweise jeder der Austrittsöffnungen aus dem Zulaufraum in die Zulaufbohrungen des Verteilers und jeder der Verbindungsbohrungen zum Ringraum ist jeweils eine Rippe zugeordnet.
- Mit der Erfindung und insbesondere auch ihren bevorzugten Ausgestaltungen der Unteransprüche wird eine besonders gleichmäßige Annahme und Beschleunigung sowie auch eine besonders gleichmäßige Entlüftung des Produktes erreicht, wodurch auch bei erhöhtem Luftgehalt im Produkt relativ konstante Entlüftungswerte erzielbar sind.
- Besonders vorteilhaft sind nach einer Variante die Rippen radial innerhalb der Austrittsöffnungen aus dem Zulaufraum in die Zulaufbohrungen des Verteilers und axial unterhalb der Verbindungsbohrungen zum Ringraum angeordnet. Insbesondere derart kann auch bei einem hohen Gasgehalt im Produkt, insbesondere bei einem hohen Luftgehalt in Rohmilch, eine besonders gleichmäßige Entkeimung erzielt werden!
- Aus der US 5,921,909 ist es zwar bekannt am Austritt der Verteileröffnungen zu den Steigekanälen Rippen anzuordnen (siehe dort Fig. 2). Die Verteilerkanäle an sich werden durch rippenartige Stege voneinander getrennt. Die Möglichkeit zur Erzeugung erhöhten Unterdrucks mit Rippen zusätzlich zu Verteilerkanalbohrungen und Verbindungsbohrungen zu einem Ringraum zur Erhöhung der Sterilität eines Entkeimungsseparators wurde dort aber nicht erkannt.
- Analoges gilt für die Kammerzentrifugen der DE 36 27 826 C 1 und der DE-U-1 444 977. In letzterer Schrift ist eine obere Fangkammer offenbart, die über Bohrungen mit einem Ringraum in Wirkverbindung steht, der mit Rippen in einzelne Verteilerkanäle unterteilt sein kann. Danach setzen hier die Rippen nicht etwa vor dem Eintritt der Bohrungen für die Verteilerkanäle an sondern sie stellen selbst die Begrenzungswand der Verteilerkanäle dar. Die Fangkammer ist auch nicht oberhalb des unteren Endes des Zulaufrohres angeordnet, so dass in sie kein Produkt eintreten kann. Die Fankammer dient vielmehr dazu, Leckflüssigkeit in die Trommel zurückzuleiten. Die Verhinderung von Kontaminationen steht dabei gerade nicht im Vordergrund der Überlegungen.
- Bevorzugt sind die Rippen in Drehrichtung nach einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung gesehen vor den Austrittsöffnungen und den Verbindungsbohrungen angeordnet. Als besonders vorteilhaft hat es sich ferner herausgestellt, wenn der Zulaufraum eine sich in Einlaufrichtung konisch aufweitende Form aufweist.
- Die Höhe der Rippen im Einlaufbereich ist vorzugsweise höher als die Höhe der Austrittsöffnungen in den Zulaufbohrungen, beispielsweise um wenigstens das 1,5fache insbesondere mehr als das 2fache, der Höhe der Austrittsöffnungen in die Zulaufbohrungen und entsprechen der des Ringabschnittes vor der Bohrung.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
- Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:
- Figur 1
- einen vereinfachten Schnitt durch einen Teilbereich einer Schleudertrommel eines erfindungsgemäßen Separators;
- Figur 2
- eine vereinfachte und vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines zu Figur 1 senkrechten Schnitts durch einen Sektor des Verteilers der Schleudertrommel aus Figur 1 längs der Linie A-A;
- Figur 3
- eine vereinfachte und vergrößerte Ausschnittsdarstellung eines zu Figur 1 senkrechten Schnitts durch einen Sektor des Verteilers der Schleudertrommel aus Figur 1 längs der Linie B-B; und
- Fig. 4
- eine Trommel nach dem Stand der Technik zur Veranschaulichung des prinzipiellen Aufbaus einer Separatortrommel.
- Figur 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung eines Teilbereichs einer Schleudertrommel 1 eines Separators, in der ein Tellerpaket 2 aus einer Vielzahl von Tellern 3 konzentrisch zur Maschinenachse A angeordnet ist. Die Teller 3 weisen eine konische Form auf, sind axial übereinander gestapelt und mittels hier nicht dargestellten Abstandshaltem (Laschen und dgl.) voneinander beabstandet.
- Das Tellerpaket 2 ist an einem Verteilerschaft 4 eines Verteilers 5 gehalten, der an seinem Außenumfang mit radial nach außen vorkragenden Stegen versehen ist (hier nicht zu erkennen), welche am Innenumfang der Teller 3 in diese eingreifen. Das Tellerpaket 2 weist Steigekanäle 6 auf, die aus direkt übereinander liegenden Löchern in den Tellern 3 bestehen und sich über die gesamte Höhe des Tellerpakets 2 erstrecken.
- Ein konzentrisch zur Maschinenachse liegendes Zulaufrohr 7 ermöglicht die Zuleitung eines Schleudergutes hier beispielhaft von oben in die Schleudertrommel 1 sowie dort durch den Verteilerschaft 4 und unterhalb des Tellerpakets 2 im Verteiler 5 ausgebildete Zulaufbohrungen 8 in das Tellerpaket 2, beispielhaft im Bereich des Steigekanals 6 oder an einer anderen Stelle. In der Schleudertrommel 1 erfolgt dann die eigentliche Klärung des zu verarbeitenden Produktes von Feststoffen (z. B. zur Entkeimung) und/oder eine Trennung des Produktes in verschiedene Flüssigkeitsphasen, welche durch Ableitungen 9, 10 auf verschiedenen Durchmessern und Schälscheiben 11, 12 sowie durch hier nicht dargestellte Feststoffausträge aus der Schleudertrommel 1 abgeleitet werden.
- Von besonderem Interesse ist hier der Aufbau des Zulaufbereiches und dort insbesondere des Verteilers 5 und des Verteilerschaftes 4.
- Ein durch das Zulaufrohr 7 zugeführtes Produkt tritt aus dem Zulaufrohr 7 zunächst in einen sich bei diesem Separator mit vertikaler Maschinen- und Drehachse von oben nach unten konisch aufweitenden Zulaufraum 13 mit innen glatten Flächen im Zentrum des Verteilerschaftes 4 ein, wobei sich der freie untere Austritt des Zulaufrohrs 7 bis unterhalb des oberen Randes des Zulaufraumes 13 erstreckt.
- Der Öffnungswinkel α des Zulaufraumes 13 ist der Größe des Separators und der dazugehörigen Leistung angepasst und kann beispielsweise mehr als 3°, vorzugsweise mehr als 5° betragen.
- Aus dem Zulaufraum 13 tritt das Produkt radial nach außen (und hier schräg nach unten) durch Austrittsöffnungen 14 aus dem Zulaufraum 13 in die Zulaufbohrungen 8 ein, die innere Abschnitte 23 und sich im Verteiler nach oben erstreckende Abschnitte 24 aufweisen, die unterhalb der Steigekanäle münden.
- Vorzugsweise in Drehrichtung (im Uhrzeigersinn; siehe auch Figur 3) ist jeweils direkt hinter jeder der Rippen 16 und radial außerhalb der Rippen eine bohrungsartige Austrittsöffnung 14 aus dem Zulaufraum 13 in die Zulaufbohrungen bzw. -kanäle 8 angeordnet.
- Die Höhe (parallel zur vertikalen Maschinenachse) der Rippen 16 ist größer, beispielsweise um mehr als das 1,5fache größer, als die Höhe der Austrittsöffnungen 14.
- Oberhalb der Rippen 16 sind wiederum vorzugsweise in Drehrichtung hinter jeder Rippe 16 und axial oberhalb der Rippen 16 (axial bezogen auf die vertikale Trommelachse M) Verbindungsbohrungen 17 im Verteilerschaft 4 ausgebildet, welche sich von den Austrittsöffnungen 14 des Zulaufraumes 13 parallel zur Umfangswand 18 des Zulaufraumes 13 im Verteilerschaft 4 bis in einen Ringraum 19 erstrecken, welcher im Verteilerschaft 4 oberhalb des unteren Endes des Zulaufrohres 7 und unterhalb der unteren ersten Schälscheibe 11 ausgebildet ist und über einen Ringkanal 20 mit einem weiteren Ringraum 21 verbunden ist, in welchem die erste Schälscheibe 11 angeordnet ist.
- Die Rippen 16 sind innerhalb eines sich radial aufweitenden Ringabschnitts 22 des Ringraums 13 angeordnet, an deren Außenumfang die Eintrittsöffnungen 14 angeordnet sind, wo bereits eine weitere Beschleunigung des Schleudergutes - unterstützt durch die Rippen 16 - erfolgt. Die Rippen 16 verjüngen sich dabei nach einer Variante derart, dass sie die konische Innenkontur des Zulaufraumes in ihrem Bereich nach unten verlängern, was die Verhältnisse im Einlaufbereich weiter optimiert. Die Rippen 16 sind so hoch wie der Ringabschnitt 22 und können auch so breit sein wie die Verbindungsbohrungen.
- Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist wie folgt.
- Wird zu entkeimende Milch als zu verarbeitendes Produkt durch das Zulaufrohr 7 in den Schleuderraum 1 geführt, weist es zunächst noch die Drehgeschwindigkeit Null und seine axiale Zulaufgeschwindigkeit auf.
- Sodann wird es im konischen Zulaufraum 13 und dann beim Austritt aus den Austrittsöffnungen 14 an den Rippen 16 im sich radial aufweitenden Ringabschnitts 22 des Ringraums 13 sowie weiter in den Zulaufbohrungen 8 beschleunigt. Dabei entsteht im Ringraum 19 ein Unterdruck, der so groß ist, dass ein Rückvermischen beim Entkeimen der Milch zur Schälscheibenrichtung hin verhindert wird. Der Unterdruck liegt vorzugsweise bei 0,9 auf 0,6 bar. Auch bei einem hohen Gasgehalt im Produkt, insbesondere bei einem hohen Luftgehalt in Rohmilch erzielt man eine besonders gleichmäßige Entkeimung.
- Auch bei Teilentleerungen bleibt dieser vorteilhafte Effekt erhalten.
- Fig. 4 veranschaulicht die Auslegung eines Entkeimungsseparators zur Entkeimung von Milch mit einer Trommel mit vertikaler Drehachse und mit einem Schlammraum außerhalb des Tellerpakets und einem Kolbenschieber vor Feststoffaustragsöffnungen zum Austragen von Feststoffen wie Keimen.
- Der erfindungsgemäße Entkeimer kann beispielhaft ansonsten wie dieser Separator aufgebaut sein, wobei dann allerdings der Zulaufbereich, insbesondere der Verteilerbereich nach Art der Fig. 1 - 3 ausgelegt wird.
- Vorteilhaft sind wenigstens acht Rippen und Zulaufbohrungen vorgesehen. Die Anzahl der Rippen 16 entspricht damit der Anzahl der Steigekanäle und Austrittsöffnungen. Die Breite der Rippen 16 kann auch der Breite der Verbindungsbohrungen 17 entsprechen.
-
- Schleudertrommel
- 1
- Tellerpaket
- 2
- Teller
- 3
- Verteilerschaft
- 4
- Verteiler
- 5
- Steigekanäle
- 6
- Zulaufrohr
- 7
- Zulaufbohrungen
- 8a, b
- Ableitungen
- 9, 10
- Schälscheiben
- 11, 12
- Zulaufraum
- 13
- Austrittsöffnungen
- 14
- Rippe
- 16
- Verbindungsbohrung
- 17
- Umfangswand
- 18
- Ringraum
- 19
- Ringkanal
- 20
- Ringraum
- 21
- Ringabschnitt
- 22
- Abschnitte
- 23, 24
- Maschinenachse
- A
- Öffnungswinkel
- α
Claims (13)
- Separator, der eine Schleudertrommel (1) aufweist,a) in welche ein zu verarbeitendes Produkt, insbesondere Milch, durch ein Zulaufrohr (7) in einen Verleiter (5), welcher einen nachgeschalteten Zulaufraum (13) ausbildet führbar ist, der Verteiler(s) Austrittsöffnungen (14) aus dem Zulaufraum (13) in Zulaufbohrungen (8) aufweist, die in einen Schleuderraum in der Schleudertrommel (1) führen,b) wobei im Verteiler(s) Verbindungsbohrungen (17) zu einem Ringraum (19), welcher oberhalb des freien Endes des Zulaufrohres (7) im Verteiler (5) ausgebildet ist, vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet, dassc) sich die Verbindungsbohrungen (17) zwischen dem vorzugsweise konischen Zulaufraum (13) und dem Ringraum (19) erstrecken,d) im Zulaufraum (13) vor den Austrittsöffnungen (14) aus dem Zulaufraum (13) in die Zulaufbohrungen (8) des Verteilers (5) und den Verbindungsbohrungen (17) zum Ringraum (19) jeweils eine Rippe (16) zugeordnet ist. - Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass radial innerhalb der Austrittsöffnungen (14) aus dem Zulaufraum (13) in die Zulaufbohrungen (8) des Verteilers (5) und axial unterhalb der Verbindungsbohrungen (17) zum Ringraum (19) jeweils eine der Rippen (16) angeordnet ist
- Separator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (16) in Drehrichtung gesehen vor den Austrittsöffnungen (14) angeordnet sind
- Separator nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (16) in Drehrichtung gesehen vor den Verbindungsbohrungen (17) angeordnet sind
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufraum (13) eine sich in Einlaufrichtung konisch aufweitende Form aufweist.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (16) innerhalb eines unteren sich radial aufweitenden Ringabschnitts 22 des Zulaufraumes (13) angeordnet sind.
- Separator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Rippen (16) innerhalb des Ringabschnitts (22) derart nach unten hin verjüngen, dass sie die konische Innenkontur des Zulaufraumes in ihrem Bereich nach unten verlängern.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zulaufraum (13) einen Öffnungswinkel aufweist, der vorzugsweise wenigstens 3° beträgt und der Höhe des Ringabschnittes (22) entspricht.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Rippen (16) höher ist, vorzugsweise um mehr als das 1,5fache, insbesondere mehr als das 2fache, als die Höhe der Austrittsöffnungen (14) in die Zulaufbohrungen (8).
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (19) über einen Ringkanal (20) mit einem weiteren Ringraum (21) verbunden ist, in welchem eine Schälscheibe (11) angeordnet ist.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens acht oder mehr Rippen (16) und Verbindungsbohrungen (17) und Austrittsöffnungen (14) im Verteiler (5) ausgebildet sind.
- Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auslegung zur Entkeimung von Milch mit einem Schlammraum außerhalb des Tellerpakets und einem Kolbenschieber vor Feststoffaustragsöffnungen zum Austragen von Feststoffen wie Keimen.
- Separator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Rippen der Breite der Verbindungsbohrungen (17) entspricht.
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