EP2392405A2 - Separator - Google Patents
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Classifications
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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
-
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- B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
-
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-
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- B04B11/08—Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
Definitions
- the invention relates to a separator according to the preamble of claim 1.
- a known separator shows the DE 10 2004 038 613 A1 .
- Such a separator has proven itself for the clarification of a suspension per se, but should be further optimized especially in terms of design and preferably also in its effectiveness.
- a separator has, for the centrifugal separation / clarification of a suspension in at least one liquid phase and a flowable solid phase, a centrifugal drum rotatable about a vertical axis of rotation with a drum base and a drum top into which a product to be processed can be passed through an inlet pipe and a distributor is.
- the separator also has at least one liquid discharge and at least one solids discharge, as well as a solids chamber for collecting a solid separated from the suspension.
- a derivative for tapping the solid phase is formed in the drum base of the centrifugal drum. This leads from an outer radius in the solids space to an inner radius of a discharge chamber.
- a non-rotating during operation of the separator peeler is arranged.
- the solid phase By diverting the solid phase from the centrifugal drum to a smaller inner radius, the energy lost in draining the solid phase is reduced.
- the solid phase is usually derived from the solids space outside the plate package to the inside and removed by the fixed peeling member and the adjoining solids discharge, which is concentric to the axis of rotation of the centrifugal drum, with reduced energy loss.
- the peeling member or the solids discharge close to the axis of rotation or exactly in the region of the axis of rotation preferably has a passage opening which connects the discharge chamber, with the interior of the peeling member or the Feststoffaustrags.
- a portion of the solids flow is passed through the passage opening and flushes out the region of the discharge chamber.
- the solids discharge is preferably designed as a fixed discharge pipe extending concentrically to the axis of rotation.
- the passage opening is arranged in the region between the axis of rotation and the inner radius of the fixed discharge pipe.
- FIG. 1 shows a simplified representation of a rotatable about a vertical axis of rotation D centrifugal drum 1 a continuously operable separator.
- the centrifugal drum has a drum base 2 and a drum shell 3, the are preferably screwed together in a manner not shown here. Such glands are known in the art and require no further discussion here.
- the centrifugal drum 1 is here also formed inside and outside double conical.
- a plate package 4 of a plurality of plates 5 is arranged concentrically to the machine axis or to the vertical axis of rotation D.
- the plates 5 have a conical shape, are stacked axially one above the other and by means of spacers, not shown here (tabs and the like.) Distance from each other.
- the plate package 4 is held on a distributor shaft 6 of a distributor 7, which is provided on its outer circumference with radially outwardly projecting webs (not visible here), which engage on the inner circumference of the plate 3 in this.
- the plate package 4 may comprise riser channels, which consist of directly superimposed holes in the plates 5 and extend over the entire height of the plate package 4.
- a concentrically arranged to the rotation axis D inlet pipe 8 allows the supply of a centrifugal material here for example from above into the centrifugal drum 1 and there through the distributor shaft 6 and formed by below the plate package 4 in the distributor 7 distribution channels 9 in the centrifugal drum.
- the liquid phase L is inwardly through the plate package 4 and one or more discharge channels in a peeling chamber 10 and slides out of this with a paring disc 12 from the drum.
- This discharge tube 13 preferably extends radially in the drum to just before the region of the largest inner diameter of the centrifugal drum and extends from this point on the inner circumference of the centrifugal drum radially inwardly to a discharge chamber 14.
- the inlet end 26 for tapping the solid phase is located in a solid space 27th outside the plate package on a radius R 13 , which is greater than the largest radius of the plate package R 4th
- the inlet end preferably lies in the radially outermost region of the solids space, ie in the radially outer half of the solids space 27.
- This discharge chamber 14 is preferably formed between the drum base 3 and the distributor 7, ie below the distributor 7, whereby the gap between these two drum elements can be closed by a ring component 16.
- the ring member 16 preferably has passage openings 17 into which the discharge pipes 13 open inwards. The center of the passage opening is spaced with a radius R 17 from the vertical axis of rotation.
- At least one stationary in operation, or not rotating with the centrifugal drum peeling member 19 is arranged, which has a conical peeling portion 20 having a discharge opening 21, which opens inwardly into a cross stationary discharge pipe 22 with an inner radius R 20 which is formed concentrically to the axis of rotation D and further preferably lies concentrically within the supply pipe.
- the product can flow from the outer circumference of the drum radially inwards through the at least one discharge pipe 13 into the discharge chamber 14.
- the product is discharged through the inner discharge pipe 13 in the discharge chamber 14 and from this with the peeling member 19 through the discharge pipe 22 to the outside of the centrifugal drum 1 (here vertically upward from the centrifugal drum 1).
- the peeling member 19 or the discharge pipe 22 has near the rotation axis D or just in the region of the rotation axis D, a passage opening 23, which the discharge chamber 14, i. connects the region outside the peeling element 19 together with the discharge tube 22 with the interior of the peeling element 19 and the discharge tube 22.
- an energy-saving, hygienic separator for clarifying products of a flowable solid phase is created, as may occur, for example, in the clarification of citrus fruits or in the clarification of fermentation broths or the like.
- the risk of contamination of the discharge area of the centrifugal drum - as described above - due to the cleaning / rinsing effect is particularly low.
- the flow of the flowable solid phase can be controlled or regulated by the discharge pipe 13 by a control or regulating means not shown here.
- additional outlet nozzles may be formed on the largest circumference of the drum.
Landscapes
- Centrifugal Separators (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Einen bekannten Separator zeigt die
DE 10 2004 038 613 A1 . Ein derartiger Separator hat sich für die Klärung einer Suspension an sich bewährt, soll aber insbesondere in konstruktiver Hinsicht und vorzugsweise auch in seiner Wirksamkeit nochmals weiter optimiert werden. - Feststoffphasen werden bislang aus Separatoren auf einem relativ großen Radius der Schleudertrommel abgeleitet, wobei mit diesem Ableiten eine relativ großer Energieverlust erfolgt. Da die Feststoffphase noch relativ gut fließfähig ist, kann es daher sinnvoll sein, diese Phase nicht diskontinuierlich durch Kolbenschieber abzuleiten, sondern beispielsweise durch Düsen am größten Innendurchmesser des Trommelunterteils eine kontinuierliche Ableitung zu ermöglichen. Insgesamt ist hierbei eine energieeffiziente Arbeitsweise ein besonderes Ziel.
- Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1.
- Ein erfindungsgemäßer Separator weist, zur zentrifugalen Trennung/Klärung einer Suspension in wenigstens eine Flüssigkeitsphase und eine fließfähige Feststoffphase, eine um eine vertikale Drehachse drehbare Schleudertrommel mit einem Trommelunterteil und einem Trommeloberteil auf , in welche ein zu verarbeitendes Produkt, durch ein Zulaufrohr und einen Verteiler führbar ist. Der Separator weist zudem wenigstens einen Flüssigkeitsaustrag und wenigstens einen Feststoffaustrag auf, sowie einen Feststoffraum zum Sammeln eines aus der Suspension abgetrennten Feststoffs. Im Trommelunterteil der Schleudertrommel ist eine Ableitung zum Abgreifen der Feststoffphase ausgebildet. Diese führt von einem äußeren Radius im Feststoffraum zu einem inneren Radius einer Ableitungskammer. In der Ableitungskammer ist ein im Betrieb des Separators nicht drehendes Schälorgan angeordnet.
- Durch die Ableitung der Feststoffphase aus der Schleudertrommel auf einen kleineren inneren Radius wird der Energieverlust beim Ableiten der Feststoffphase verringert. Dabei wird die Feststoffphase üblicherweise aus dem Feststoffraum außerhalb des Tellerpakets nach innen abgeleitet und durch das feststehende Schälorgan und den sich daran anschließenden Feststoffaustrag, der konzentrisch zur Drehachse der Schleudertrommel verläuft, unter verringertem Energieverlust abgeführt.
- Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
- Um eine Reinigung der Ableitungskammer zu ermöglichen, weist das Schälorgan oder der Feststoffaustrag nahe zur Drehachse oder genau im Bereich der Drehachse vorzugsweise eine Durchtrittsöffnung auf, welche die Ableitungskammer, mit dem Inneren des Schälorgans oder des Feststoffaustrags verbindet. Dadurch wird ein Teil des Feststoffstroms durch die Durchtrittsöffnung geleitet und spült den Bereich der Ableitungskammer aus. Somit können Ablagerungen oder Verstopfungen vorteilhaft vermieden werden.
- Der Feststoffaustrag ist bevorzugt als konzentrisch zur Drehachse verlaufendes feststehendes Ableitungsrohr ausgebildet. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist die Durchtrittsöffnung im Bereich zwischen der Drehachse und dem Innenradius des feststehenden Ableitungsrohres angeordnet. Dadurch erreicht der Feststoffstrom beim Rückspülen alle Bereiche in der Ableitungskammer.
- Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Sie zeigen:
- Figur 1
- einen vereinfachten Schnitt durch eine Schleudertrommel eines erfindungsgemäßen Separators;
- Figur 2
- eine Ausschnittsvergrößerung aus
Fig. 1 . -
Figur 1 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer um eine vertikale Drehachse D drehbaren Schleudertrommel 1 eines kontinuierlich betreibbaren Separators. Die Schleudertrommel weist ein Trommelunterteil 2 und ein Trommeloberteil 3 auf, die vorzugsweise in hier nicht dargestellter Weise miteinander verschraubt sind. Derartige Verschraubungen sind dem Fachmann an sich bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erörterung. Die Schleudertrommel 1 ist hier ferner innen und außen doppelt konisch ausgebildet. - In der Schleudertrommel 1 ist ein Tellerpaket 4 aus einer Vielzahl von Tellern 5 konzentrisch zur Maschinenachse bzw. zur vertikalen Drehachse D angeordnet. Die Teller 5 weisen eine konische Form auf, sind axial übereinander gestapelt und mittels hier nicht dargestellten Abstandshaltern (Laschen und dgl.) voneinander beabstandet.
- Das Tellerpaket 4 ist an einem Verteilerschaft 6 eines Verteilers 7 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 4 kann Steigekanäle aufweisen, die aus direkt übereinander liegenden Löchern in den Tellern 5 bestehen und sich über die gesamte Höhe des Tellerpakets 4 erstrecken.
- Ein konzentrisch zur Drehachse D angeordnetes Zulaufrohr 8 ermöglicht die Zuleitung eines Schleudergutes hier beispielhaft von oben in die Schleudertrommel 1 sowie dort durch den Verteilerschaft 6 und durch unterhalb des Tellerpakets 4 im Verteiler 7 ausgebildete Verteilerkanäle 9 in die Schleudertrommel 1.
- In der Schleudertrommel 1 erfolgt dann kontinuierlich die eigentliche Klärung des zu verarbeitenden Produkts von einer fließfähigen Feststoffphase (z. B. zur Entkeimung) und/oder eine Trennung des Produktes in verschiedene Flüssigkeitsphasen.
- Die Flüssigkeitsphase L, wird nach innen hin durch das Tellerpaket 4 und einen oder mehreren Ableitungskanäle in eine Schälkammer 10 und aus dieser mit einer Schälscheibe 12 aus der Trommel abgleitet.
- Zur Ableitung der fließfähigen Feststoffphase S werden keine
Feststoffaustragsöffnungen wie Düsen am größten inneren Durchmesser der Schleudertrommel 1 angeordnet, sondern ein Ableitungsrohr 13. - Dieses Ableitungsrohr 13 erstreckt sich vorzugsweise radial in der Trommel bis kurz vor den Bereich des größten Innendurchmessers der Schleudertrommel und verläuft von dieser Stelle am Innenumfang der Schleudertrommel radial nach innen bis zu einer Ableitungskammer 14. Das Eintrittsende 26 zum Abgreifen der Feststoffphase liegt in einem Feststoffraum 27 außerhalb des Tellerpakets auf einem Radius R13, welcher größer ist als der größte Radius des Tellerpakets R4. Vorzugsweise liegt das Eintrittsende im radial äußersten Bereich des Feststoffraumes, d.h. in der in Radialrichtung äußeren Hälfte des Feststoffraumes 27.
- Diese Ableitungskammer 14 ist vorzugsweise zwischen dem Trommelunterteil 3 und dem Verteiler 7 - also unterhalb des Verteilers 7 - ausgebildet, wobei der Spalt zwischen diesen beiden Trommelelementen von einem Ringbauteil 16 verschlossen sein kann. Das Ringbauteil 16 weist vorzugsweise Durchtrittsöffnungen 17 auf, in welche die Ableitungsrohre 13 nach innen hin münden. Der Mittelpunkt der Durchtrittsöffnung ist mit einem Radius R17 von der vertikalen Drehachse beabstandet.
- In der Ableitungskammer 14 ist wenigstens ein im Betrieb feststehendes, bzw. nicht mit der Schleudertrommel rotierendes Schälorgan 19 angeordnet, welches einen konischen Schälabschnitt 20 mit einer Ableitungsöffnung 21 aufweist, welche nach innen hin in ein übergreifendes stillstehendes Ableitungsrohr 22 mit einem Innenradius R20 mündet, das konzentrisch zur Drehachse D ausgebildet ist und weiter vorzugsweise konzentrisch innerhalb des Zuleitungsrohrs liegt.
- Aufgrund der sich ausbildenden Druckverhältnisse kann das Produkt vom Außenumfang der Trommel radial nach innen durch das wenigstens eine Ableitungsrohr 13 bis in die Ableitungskammer 14 strömen.
- Derart erfolgt die Produktableitung durch das innere Ableitungsrohr 13 in die Ableitungskammer 14 und aus dieser mit dem Schälorgan 19 durch das Ableitungsrohr 22 nach außen aus der Schleudertrommel 1 (hier vertikal nach oben aus der Schleudertrommel 1).
- Das Schälorgan 19 oder das Ableitungsrohr 22 weist nahe zur Drehachse D oder genau im Bereich der Drehachse D eine Durchtrittsöffnung 23 auf, welche die Ableitungskammer 14, d.h. den Bereich außerhalb des Schälorgans 19 nebst Ableitungsrohr 22 mit dem Inneren des Schälorgans 19 und des Ableitungsrohrs 22 verbindet.
- Derart strömt zwar ein Teil des durch das Schälorgan 19 abgeleiteten fleißfähigen Feststoffs aus dem Schälorgan 19 zurück in die Ableitungskammer 14. Dies ist von Vorteil, denn das Rückströmen resultiert in einem Reinigen der Ableitungskammer 14. Dieses Reinigen erfolgt einerseits kontinuierlich während des Betriebs des Separators. Insbesondere erfolgt zudem vorzugsweise eine intensive Reinigung in diesem Bereich durch gewählte Anordnung und Geometrie auch bei Reinigungen wie CIP-Reinigungen (Cleaning-In-Place).
- Insgesamt wird ein energiesparender, hygienischer Separator zur Klärung von Produkten von einer fließfähigen Feststoffphase geschaffen, wie er beispielsweise bei der Klärung von Zitrusfrüchten oder bei der Klärung von Fermentationsbrühen oder dgl. anfallen kann. Dabei ist die Gefahr einer Verschmutzung des Ablaufbereiches der Schleudertrommel - wie vorstehend beschrieben - aufgrund der Reinigungs-/Spülwirkung besonders niedrig.
- Ergänzend kann der Fluss der fließfähigen Feststoffphase durch das Ableitungsrohr 13 durch ein hier nicht dargestelltes Steuer- oder Regelorgan gesteuert oder geregelt werden. Ergänzend können nach einer Alternative auch ergänzende Austrittsdüsen am größten Umfang der Trommel ausgebildet sein.
-
- Drehachse
- D
- Schleudertrommel
- 1
- Trommelunterteil
- 2
- Trommeloberteil
- 3
- Tellerpaket
- 4
- Teller
- 5
- Verteilerschaft
- 6
- Verteiler
- 7
- Zulaufrohr
- 8
- Verteilerkanäle
- 9
- Schälkammer
- 10
- Schälscheibe
- 12
- Ableitungsrohr
- 13
- Ableitungskammer
- 14
- Ringbauteil
- 16
- Durchtrittsöffnung
- 17
- Schälorgan
- 19
- Schälabschnitt
- 20
- Ableitungsöffnung
- 21
- Ableitungsrohr
- 22
- Eintrittsende
- 26
- Feststoffraum
- 27
- Radius
- R4, R13, R17, R22
- Feststoffphase
- S
- Flüssigphase
- L
Claims (8)
- Separator, zur zentrifugalen Trennung einer Suspension in wenigstens eine Flüssigkeitsphase und eine fließfähige Feststoffphase, der folgendes aufweist:a) eine um eine Drehachse (D) drehbare Schleudertrommel (1) mit einem Trommelunterteil (2) und einem Trommeloberteil (3), in welche ein zu verarbeitendes Produkt, durch ein Zulaufrohr (8) und einen Verteiler (7) führbar ist,b) wenigstens einen Flüssigkeitsaustrag (12) und wenigstens einen Feststoffaustrag (22), undc) einen Feststoffraum (27) vertikal außerhalb eines Tellerpakets (4), zum Sammeln eines aus der Suspension abgetrennten Feststoffs,
dadurch gekennzeichnet, dassd) im Trommelunterteil (2) der Schleudertrommel (1) eine Ableitung (13) zum Abgreifen der Feststoffphase ausgebildet ist, welche von einem äußeren Radius (R13) im Feststoffraum (27) in der Schleudertrommel (1) zu einem inneren Radius (R17) einer Ableitungskammer (14) in der Schleudertrommel (1) führt, in welcher ein im Betrieb des Separators nicht drehendes Schälorgan (19) angeordnet ist. - Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schälorgan (19) oder der Feststoffaustrag (22) nahe zur Drehachse D oder genau im Bereich der Drehachse D eine Durchtrittsöffnung (23) aufweist, welche die Ableitungskammer (14) mit dem Inneren des Schälorgans (19) oder des Feststoffaustrags (22) verbindet.
- Separator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung (13) radial und innen bis unter dem Verteiler verläuft.
- Separator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung (13) als ein im Betrieb des Separators sich mit der Schleudertrommel drehendes Ableitungsrohr (13) ausgebildet ist.
- Separator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffaustrag (22) ein sich im Betrieb nicht mit der Schleudertrommel drehendes Ableitungsrohr (22) aufweist mit einem Innenradius (R22) ist, das konzentrisch zur Drehachse (D) angeordnet ist
- Separator, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schälorgan (19) einen konischen Schälabschnitt (20) mit einer Ableitungsöffnung (21) aufweist, welche nach innen hin in das übergreifende stillstehende Ableitungsrohr (22) mündet, das konzentrisch zur Drehachse D ausgebildet ist, wobei die Durchtrittsöffnung (23) im Bereich zwischen der Drehachse D und dem Innenradius (R22) angeordnet ist.
- Separator, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ableitung (13) in einem ersten Bereich entlang eines konischen Wandabschnitts des Trommelunterteils und in einem zweiten Bereich radial zur Drehachse (D) verläuft.
- Separator, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an oder in der Ableitung (13) ein Steuer- oder Regelorgan, zur Steuerung oder Regelung eines Flusses der Feststoffphase angeordnet ist.
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