EP3600679A1 - Selbstentleerender separator zum schonenden austrag von scherempfindlichen produkten sowie verfahren zu seinem betrieb - Google Patents

Selbstentleerender separator zum schonenden austrag von scherempfindlichen produkten sowie verfahren zu seinem betrieb

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EP3600679A1
EP3600679A1 EP18710435.1A EP18710435A EP3600679A1 EP 3600679 A1 EP3600679 A1 EP 3600679A1 EP 18710435 A EP18710435 A EP 18710435A EP 3600679 A1 EP3600679 A1 EP 3600679A1
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EP
European Patent Office
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solids
separator
self
solid
fluid
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Application number
EP18710435.1A
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French (fr)
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EP3600679B1 (de
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Tim Hundertmark
Mario Emanuele
Alexander Piek
Jürgen Mackel
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GEA Mechanical Equipment GmbH
Original Assignee
GEA Mechanical Equipment GmbH
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Publication date
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    • B04B7/02—Casings; Lids
    • B04B7/04—Casings facilitating discharge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • B04B1/12—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl with continuous discharge
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    • B04B1/10—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • B04B1/14—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl with periodical discharge
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    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • 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
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor

Definitions

  • Self-draining separator for the gentle discharge of shear-sensitive products as well as procedures for its operation
  • the invention relates to a device according to the preamble of claim 1 and a corresponding method.
  • Self-draining separators are used to clarify a product to be processed of higher specific gravity solids, hereinafter called solids, and are known in the art. Thereafter, such a separator has a rotatable drum with an inlet, at least one liquid outlet, discontinuously openable and closable solids outlet openings or continuously open solids outlet openings and a control unit.
  • the Feststoffauslassötechnischen usually open in an annular space, which is also referred to as solids scavenger
  • WO 03/008105 A1 describes a self-draining separator.
  • the separator has a solids trap with an annular baffle wall.
  • the baffle is configured so that the discharged solid travels a defined path along a curved path before it is discharged from the solids scavenger. This is intended to provide gentle and low-shear deflection of the solids from the solids outlet openings of the separator into the solids trap.
  • the invention has the task of further developing a self-draining separator in a different way in such a way that a gentle and non-destructive discharge of solids is possible with it.
  • the invention solves this problem by the subject matter of claim 1.
  • the invention further provides the method of claim 13.
  • the solids scavenger has a device for generating a fluid curtain, onto which the solids emerging from the outlet openings for solids impinge before they could impinge on a solid wall in the solids scavenger.
  • the momentum of the escaping solid is thereby advantageously reduced at least partially when hitting the fluid curtain, so that the solids discharge into the solids catcher is gentle and low in shear.
  • a separator as claimed in any one of the preceding claims, in which a product to be processed is clarified in a centrifugal field in the drum of solids discharged from the drum continuously or discontinuously through discharge ports, and at least during the emptying of the solids creates a fluid curtain upon which the solids exiting the solids discharge ports meet.
  • the device for generating a fluid curtain has openings, in particular nozzles, which are distributed at the periphery of the solids catcher and with which the fluid curtain can be generated. This ensures advantageous that the required components for a gentle and low-shear solids discharge can be easily arranged without modification of the solids catcher to a separator or even retrofitted.
  • the fluid curtain is preferably produced in such a way that, during the solids discharge, it extends around the drum in a cylindrical or conical manner or at least concentrically around its solids discharge openings in a sleeve-like manner.
  • the solids catcher on a baffle which is arranged in the direction of flight of the solid behind the curtain.
  • the separator can thus be used optionally with or without a fluid curtain.
  • the fluid curtain is formed along the entire circumference of the solids catcher in front of a baffle wall.
  • the fluid curtain can be used on a separator which discharges the solid discontinuously or according to another variant on a separator which continuously discharges the solid.
  • the fluid curtain is an advantageous supplement for both variants.
  • water may be used as the fluid that forms the fluid curtain.
  • the fluid curtain is then a water curtain of liquid water.
  • the use of the starting material to be processed or its clear phase as a fluid for the fluid curtain is advantageous because it does not cause the mixing of the solid with an additional fluid.
  • the fluid curtain can be switched on only shortly before emptying time ⁇ 10 seconds or be turned off immediately after draining the time of ⁇ 10 seconds.
  • the time out value may also be significantly increased from ⁇ 10 minutes to allow rinsing out of the solid from the solids scavenger.
  • FIG. 2 shows a schematic sectional view of a self-emptying separator according to the invention with continuous solids discharge.
  • FIG. 3 shows a schematic flow chart of the method according to the invention.
  • the separator 1 shows a separator 1 for clarifying solids-containing, flowable starting products AP with a rotatable drum 2 with a vertical axis of rotation. The processing of the starting product AP takes place in continuous operation.
  • the separator 1 is a self-draining separator 1.
  • the drum 2 of the separator 1 has in design as a self-emptying separator 1 via a discontinuous solids outlet, wherein the solid F separated from the starting product AP by clarification is removed here at intervals by opening and reclosing outlet nozzles or outlet openings 3.
  • the drum 2 has a drum base 4 and a drum cover 5. It is also preferably surrounded by a hood 6.
  • the drum 2 is also placed on a drive spindle 7, which is rotatably mounted and driven by a motor.
  • the drum 2 has a product feed 8, through which the starting product AP is fed into the drum 2. It also has at least one drain 9 - provided with a gripper - which serves to derive a clear phase KP from the drum 2.
  • the gripper - also called skiving disc - is a centripetal pump.
  • the sequence 9 can also be done structurally in other ways or by other means.
  • the drum 2 preferably has a disk pack 10 of axially spaced separating discs.
  • the outlet openings 3 can be opened and closed here by means of a piston slide 12, which is arranged in the lower drum part 4 and is displaceable parallel thereto in this direction (in particular vertically).
  • a piston slide 12 which is arranged in the lower drum part 4 and is displaceable parallel thereto in this direction (in particular vertically).
  • the drum 2 has an actuating mechanism.
  • this comprises at least one feed line 14 for a control field, such as a control panel.
  • the feed of the control fluid is made possible via a arranged outside the drum 2 metering 1 6, which is associated with a arranged outside the drum 2 feed line 17 for the control fluid, so that for a solid emptying of the solid F by releasing the valve assembly 15, the control fluid is introduced into the drum 2 or conversely, the influx of control fluid can be interrupted to move the spool 12 accordingly to release the outlet 3.
  • the solids scavenger 13 has a device for producing a fluid curtain 20, on which the solids F emerging from the outlet openings 3 for solids F impinge.
  • the solids catcher 13 also has at least one preferably radially outer baffle 18 with respect to the axis of rotation.
  • the device for producing a fluid curtain 20 has a plurality, preferably four or more openings - in particular nozzles 19 - on the periphery of the solid scavenger 13 - preferably evenly spaced angularly.
  • the fluid curtain 20 is located radially in relation to the baffle 18.
  • the number of openings, in particular nozzles, 19 is dependent on the diameter of the drum 2 and is advantageously selected such that the fluid curtain 20 is generated through the openings, in particular nozzles 19, in such a way that it advantageously extends along the entire circumference of the solids catcher 13 is formed in front of its baffle 18. The momentum of the exiting solid F is thereby degraded advantageously at least partially when hitting the fluid curtain 20.
  • the fluid curtain 20 is preferably sprayed from top to bottom in the axial direction with a vertical axis of rotation.
  • the openings 19 are preferably distributed on an upper wall of the solid scavenger or on an adjacent component such as a hood, and its exit end is preferably directed axially substantially downwards.
  • the fluid curtain 20 is cylindrical or conical in the formed condition. He can, however, e.g. also circumferentially closed polygonal surrounded the drum.
  • the openings 19 are preferably distributed on an upper wall of the solid scavenger and its outlet end is directed downwards.
  • the openings, in particular nozzles, 19 are preferably designed so that the exiting fluid exits fan-like, i.
  • the fluid jet is narrow, perpendicular to the fluid jet is wide in order to cover with minimal openings, in particular nozzles, the entire circumference within the solids catcher with a fluid curtain 20.
  • the nozzle can be provided with a slot-like outlet opening or, alternatively, with a plurality of outlet openings in the direction of the fluid curtain to be produced.
  • the effectiveness of the fluid curtain can be adjusted by the amount / time of the fluid used, depending on the sensitivity of the product to be processed. The more fluid is used, the denser the fluid curtain and the more the pulse of the exiting solid is degraded.
  • the amount / time of the fluid can be controlled by herein the opening cross-section of a valve is changed. Alternatively, the pressure the fluid in the conduit 21 are changed, or also the cross sections of the openings in the openings, in particular nozzles, 19 are adjusted.
  • the openings, in particular nozzles 19, can, as shown in FIGS. 1 and 2, guide the fluid from above into the solids catcher, alternatively this is also possible from below or else tangentially from the direction of the baffle 18.
  • the fluid forming the fluid curtain 20 is preferably water. This is advantageous since a water hydraulic system can also be present for the actuation of the piston slide 12 and insofar parts of this hydraulic system can be used multiple times. However, this is not mandatory.
  • the use of the starting product to be processed or its clear phase obtained as a fluid for the fluid curtain is advantageous because it does not cause the mixing of the solid with an additional fluid.
  • the supply of the fluid via a corresponding line 21st The line 21 can be shut off and opened by a control pulse by an actuator 22.
  • the fluid curtain 20 can be turned on just before the emptying of the solid.
  • the switch-on time prior to emptying may be "time in ⁇ 10 seconds.”
  • the fluid curtain is switched off again immediately after emptying, preferably: “time off ⁇ 10 seconds" since the fluid curtain is no longer needed until the next emptying.
  • the time out value may also be significantly increased from ⁇ 10 minutes to allow rinsing out of the solid from the solids scavenger.
  • the fluid curtain can also be permanently activated.
  • the components 19, 21, 22 required for this purpose can be retrofitted to a separator 1 simply and without modification of the solids catcher 13.
  • the constructive variant management of the separator 1 is simplified because the variant of the solids catcher 13 for a gentle solids discharge and thus advantageously by the usual variant of the solid scavenger 13 plus the openings, in particular nozzles 19 is formed.
  • control operations or control pulses are controlled or coordinated by a control device 23.
  • the control device 23 is connected to the actuators or valves 1 6, 21 via data connections 24, 25, which are embodied here by way of example by voltage-carrying or signal-carrying lines or cables.
  • the data links 24, 25 may alternatively be terminated by other suitable mechanisms of action, such as e.g. by bridging the signal path by high frequency radiation, e.g. Radio signals be realized.
  • suitable mechanisms of action such as e.g. by bridging the signal path by high frequency radiation, e.g. Radio signals be realized.
  • the separator 1 according to FIG. 2 operates as a self-draining separator 1 with a continuous solids outlet. Accordingly, the drum 2 of the separator 1 here has a continuous solids outlet, wherein the solids separated from the starting product AP by clarification are permanently removed here by the outlet nozzles or outlet openings 3 becomes.
  • a spool valve 12 with the corresponding actuators and leads is therefore not required here.
  • the solids scavenger 13 has here a line with which the solid F is derived from the solids scavenger 13. For this reason, the solid scavenger 13 in the sectional view shown in Fig. 2 - wherein the section is laid through the derivation - two different geometries.
  • the starting product AP is preferably continuously passed, where this is clarified. There is a continuous Klarphasen- outlet of the clear phase KP.
  • Trubstoffe and other solids F in Feststoffsammeiraum 1 1 of the drum 2 outside the plate pack 10 is collected, which fills.
  • step 100 the discharge of the solid matter F from the solids collection space 1 1 of the separator is initiated, or in the case of a continuously discharging separator 1, the separation process is initiated.
  • a defined, discrete time interval which is determined according to the duration of the emptying and passes e.g. may be one to ten, more preferably three to five seconds (n).
  • the fluid curtain is built up.
  • step 400 the emptying of the solid matter F from the solids collecting space 11 of the separator is started by a control pulse on the metering arrangement 16 and the valve arrangement 15, provided the separator is a discontinuously emptying separator according to FIG , In a continuously discharging separator, the emptying of the solid F after which the separation process has been started and the time interval has elapsed in step 300 begins directly.
  • a subsequent step 500 the discharge of solids F from the Feststoffsammeiraum 1 1 by a control pulse on the metering 1 6 and the valve assembly 15 is terminated.
  • the discharge of the solid F ends only when the separation process is terminated.
  • a final step 600 the supply of fluid to the openings, in particular nozzles, 19 for generating the fluid curtain 20 before the baffle 18 of the solids catcher 13 by a control pulse to the actuator 22 is terminated.

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Abstract

Ein selbstentleerender Separator (1), der eine drehbare Trommel (2) mit einem Zulauf (8), mit wenigstens einem Flüssigkeitsablauf (9) mit Auslassöffnungen (3) für Feststoff (F) und eine Steuerung (23) aufweist, in dem ein fließfähiges Ausgangsprodukt (AP) in einem kontinuierlichen Betrieb in einem Zentrifugal-feld in der sich drehenden Trommel (2) von den Feststoffen (F) geklärt wird, wobei ein kontinuierliches Auslassen wenigstens einer geklärten Flüssigkeits-phase - einer Klarphase (KP) - erfolgt und wobei mit den Auslassöffnungen (3) ein Auslassen einer Feststoffphase (F) - Feststoffentleerung genannt -, aus einem Feststoffsammelraum (11) der Trommel (2) in einen ringförmigen Feststofffänger (13) erfolgt, zeichnet sich dadurch aus, dass der Feststofffänger (13) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges (20) aufweist, auf dem die aus den Auslassöffnungen (3) für Feststoff (F) austretenden Feststoffe (F) auftreffen.

Description

Selbstentleerender Separator zum schonenden Austrag von scherempfindlichen Produkten sowie Verfahren zu seinem Betrieb
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein entsprechendes Verfahren.
Selbstentleerende Separatoren werden zum Klären eines zu verarbeitenden Produktes von Stoffen mit höherem spezifischem Gewicht -im Folgenden Feststoffe genannt- verwendet und sind aus dem Stand der Technik bekannt. Danach weist ein solcher Separator eine drehbare Trommel mit einem Zulauf, wenigstens einen Flüs- sigkeitsauslass, diskontinuierlich zu öffnenden und zu verschließenden Feststoffauslassöffnungen oder kontinuierlich offenen Feststoffauslassöffnungen sowie eine Steuereinheit auf. Die Feststoffauslassöffnungen münden üblicherweise in einem Ringraum, der auch als Feststofffänger bezeichnet wird
Bei der Verarbeitung von empfindlichen Produkten, wie z.B. Algen, Fermentationsbrühen oder anderen biogenen Produkten, muss evtl. verhindert werden, dass die auszugetragenen Feststoffe bei der Austragung aus dem Separator in den Feststofffänger auf Grund des starken Impulses, der auf den Feststoff wirkt, dauerhaft Schaden nehmen oder sogar in ihrer Struktur zerstört werden. Es ist in diesen Fällen also dafür Sorge zu tragen, dass die Kräfte, die beim Aufprall des Feststoffs auf eine Prallwand des Feststofffängers auf den Feststoff wirken, reduziert werden.
In der WO 03/008105 A1 wird ein selbstentleerender Separator beschrieben. Der Separator weist einen Feststofffänger mit einer ringförmigen Prallwand auf. Die Prallwand ist so gestaltet, dass der ausgetragene Feststoff einen definierten Weg entlang einer gekrümmten Bahn zurücklegt, bevor er aus dem Feststofffänger abgeleitet wird. Hierdurch soll eine schonende und scherungsarme Umlenkung des Feststoffs aus den Feststoffauslassöffnungen des Separators in den Feststofffänger er- folgen.
Die Erfindung hat vor diesem Hintergrund die Aufgabe, einen selbstentleerenden Separator in anderer Weise derart weiterzuentwickeln, dass mit ihm eine schonende und zerstörungsarme Feststoffaustragung möglich wird. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1 . Die Erfindung schafft ferner das Verfahren des Anspruchs 13.
Demnach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Feststofffänger eine Einrich- tung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges aufweist, auf den die aus den Auslassöffnungen für Feststoff austretenden Feststoffe auftreffen, bevor sie im Feststofffänger auf eine feste Wand auftreffen könnten. Der Impuls des austretenden Feststoffs wird dadurch vorteilhaft zumindest teilweise beim Auftreffen auf den Fluidvorhang abgebaut, so dass der Feststoffaustrag in den Feststofffänger schonend und scherungs- arm erfolgt. Entsprechend wird ein Verfahren zum Betreiben eines Separators nach einem der darauf bezogenen Ansprüche geschaffen, mit dem ein zu verarbeitendes Produkt in einem Zentrifugalfeld in der Trommel von Feststoff geklärt wird, der aus der Trommel kontinuierlich oder diskontinuierlich durch Auslassöffnungen entleert wird, und bei dem zumindest während der Entleerung der Feststoffe ein Fluidvorhang erzeugt wird, auf welchen die aus den Auslassöffnungen für Feststoffe austretenden Feststoffe auf treffen.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist die Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges Öffnungen, insbesondere Düsen, auf, die am Um- fang des Feststofffängers verteilt sind und mit denen der Fluidvorhang erzeugbar ist. Dadurch ist vorteilhaft gewährleistet, dass die benötigten Bauteile für einen schonenden und scherungsarmen Feststoffaustrag einfach und ohne Umbau des Feststofffängers an einen Separator angeordnet werden können oder sogar nachrüstbar sind. Der Fluidvorhang wird vorzugsweise derart erzeugt, dass er sich während des Feststoffaustrags zylindrisch oder konisch um die Trommel bzw. zumindest konzentrisch hülsenartig um deren Feststoffaustragsöffnungen erstreckt.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Feststofffänger eine Prallwand auf, die in Flugrichtung des Feststoffes hinter dem Vorhang angeordnet ist. Der Se- parator kann derart wahlweise mit oder ohne Fluidvorhang verwendet werden.
Zweckmäßig ist, dass der Fluidvorhang entlang des gesamten Umfangs des Feststofffängers vor einer Prallwand ausgebildet ist. Der Fluidvorhang kann nach einer Variante an einem den Feststoff diskontinuierlich entleerenden Separator oder nach einer anderen Variante an einem den Feststoff kontinuierlich entleerenden Separator eingesetzt werden. Der Fluidvorhang ist für beiden Varianten eine vorteilhafte Ergänzung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung kann als das Fluid, dass den Fluidvorhang ausbildet, Wasser verwendet werden. Der Fluidvorhang ist dann ein Wasservorhang aus flüssigem Wasser.
Dies ist u.a. vorteilhaft, da eine Wasserhydraulik auch für eine Betätigung eines Kolbenschiebers vorhanden ist, der die Austragungsöffnungen eines Separators mit diskontinuierlichem Feststoffaustrag öffnet und schließt und da derart einfach ein weiterer Hydraulikteil zur Versorgung der Öffnungen, insbesondere Düsen, zur Erzeugung des Fluidvorhanges bereitgestellt werden kann.
Auch die Verwendung des zu verarbeitenden Ausgangsproduktes oder dessen gewonnene Klarphase als Fluid für den Fluidvorhang ist vorteilhaft, da es hierdurch nicht zur Vermischung des Feststoffes mit einem zusätzlichen Fluid kommt.
Um des ausgetragenen Feststoffes so wenig wie möglich zu verdünnen, kann der Fluidvorhang erst kurz vor der Entleerung eingeschaltet werden Zeitein <10 Sekunden beziehungsweise direkt nach der Entleerung wieder ausgeschaltet werden Zeitaus < 10 Sekunden.
Falls es sich um einen Feststoff handelt, von dem keine Reste in dem Feststofffänger verbleiben sollen, kann der Wert für Zeitaus auch deutlich verlängert werden Zeitaus < 10 Minuten, um ein Ausspülen des Feststoffes aus dem Feststofffänger zu gewährleisten. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Separators sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Figur 1 : eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen selbstentleerenden Separators mit diskontinuierlicher Feststoffaustragung;
Figur 2: eine schematische Schnittansicht eines erfindungsgemäßen selbstent- leerenden Separators mit kontinuierlicher Feststoffaustragung.
Figur 3: ein schematischer Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt einen Separator 1 zum Klären von feststoff haltigen, fließfähigen Aus- gangsprodukten AP mit einer drehbaren Trommel 2 mit vertikaler Drehachse. Die Verarbeitung des Ausgangsproduktes AP erfolgt im kontinuierlichen Betrieb. Der Separator 1 ist ein selbstentleerender Separator 1 .
Dies bedeutet, dass der Zulauf des Ausgangsprodukt AP kontinuierlich erfolgt und auch das Ableiten wenigstens einer geklärten Flüssigkeitsphase, Klarphase KP genannt, kontinuierlich erfolgt. Die Trommel 2 des Separators 1 verfügt in Ausgestaltung als selbstentleerender Separator 1 über einen hier diskontinuierlichen Feststoff- auslass, wobei der aus dem Ausgangsprodukt AP durch Klärung abgetrennte Feststoff F hier intervallartig durch das Öffnen und Wiederverschließen von Auslassdü- sen bzw. Auslassöffnungen 3 entfernt wird.
Die Trommel 2 weist ein Trommelunterteil 4 und einen Trommeldeckel 5 auf. Sie ist ferner vorzugsweise von einer Haube 6 umgeben. Die Trommel 2 ist zudem auf eine Antriebsspindel 7 aufgesetzt, die drehbar gelagert und motorisch antreibbar ist.
Die Trommel 2 weist einen Produktzulauf 8 auf, durch welchen das Ausgangsprodukt AP in die Trommel 2 geleitet wird. Sie weist ferner wenigstens einen Ablauf 9 - mit einem Greifer versehen - auf, der zur Ableitung einer Klarphase KP aus der Trommel 2 dient. Der Greifer - auch Schälscheibe genannt - ist eine Zentripetalpumpe. Der Ablauf 9 kann konstruktiv auch auf andere Weise bzw. mit anderen Mitteln erfolgen. Zudem ist es auch denkbar, neben der Klärung auch eine Trennung des Ausgangsproduktes AP in zwei Flüssigkeitsphasen verschiedener Dichte vorzunehmen. Hierzu ist dann ein weiterer Flüssigkeitsablauf erforderlich. Die Trommel 2 weist vorzugweise ein Tellerpaket 10 aus axial beabstandeten Trenntellern auf. Zwischen dem Außenumfang des Tellerpakets 10 und dem Innenumfang der Trommel 2 im Bereich ihres größten Innendurchmessers ist ein Feststoffsam mel- raum 1 1 ausgebildet. Feststoffe, welche im Bereich des Tellerpakets 10 von der Klarphase getrennt werden, sammeln sich in dem Feststoffsammeiraum 1 1 , aus dem die Feststoffe F über Auslassöffnungen 3 aus der Trommel 2 ausgetragen werden können.
Die Auslassöffnungen 3 können dazu hier mittels eines Kolbenschiebers 12, welcher im Trommelunterteil 4 angeordnet ist und in diesem parallel zur Drehachse (insbesondere vertikal) verschiebbar ist, geöffnet und geschlossen werden. Bei geöffneten Auslassöffnungen 3 wird der Feststoff F aus der Trommel 2 in einen Feststofffänger 13 ausgelassen.
Zur Bewegung des Kolbenschiebers 12 weist die Trommel 2 einen Betätigungsmechanismus auf. Hier umfasst dieser wenigstens eine Zulaufleitung 14 für ein Steuerfeld wie z.B. Wasser und eine Ventilanordnung 15 in der Trommel 2 und weitere Elemente außerhalb der Trommel 2. So wird der Zulauf des Steuerfluides über eine außerhalb der Trommel 2 angeordnete Dosieranordnung 1 6 ermöglicht, welche einer außerhalb der Trommel 2 angeordnete Zulaufleitung 17 für das Steuerfluid zugeordnet ist, so dass für eine Feststoff entleerung des Feststoffs F durch Freigabe der Ventilanordnung 15 das Steuerfluid in die Trommel 2 einleitbar ist oder umgekehrt der Zustrom an Steuerfluid unterbrochen werden kann, um den Kolbenschieber 12 entsprechend zu bewegen, um die Auslassöffnungen 3 freizugeben.
Der Feststofffänger 13 weist eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges 20 auf, auf dem die aus den Auslassöffnungen 3 für Feststoff F austretenden Feststoffe F auftreffen. Der Feststofffänger 13 weist weiterhin wenigstens eine vorzugsweise bezogen auf die Drehachse radial äußere Prallwand 18 auf. Die Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges 20 weist mehrere, vorzugsweise vier oder mehr Öffnungen - insbesondere Düsen 19 - auf, die am Umfang des Feststofffängers 13 - vorzugsweise gleichmäßig - winkelbeabstandet verteilt sein können. Der Fluidvorhang 20 liegt bezogen auf die Prallwand 18 radial innen.
Dabei ist die Anzahl der Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 abhängig vom Durch- messer der Trommel 2 und wird vorteilhaft so gewählt, dass durch die Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 der Fluidvorhang 20 so erzeugt wird, dass er vorteilhaft entlang des gesamten Umfangs des Feststofffängers 13 vor seiner Prallwand 18 ausgebildet ist. Der Impuls des austretenden Feststoffs F wird dadurch vorteilhaft zumindest teilweise beim Auftreffen auf den Fluidvorhang 20 abgebaut.
Der Fluidvorhang 20 wird vorzugsweise in axialer Richtung bei vertikaler Drehachse von oben nach unten gesprüht. Dann sind die Öffnungen 19 vorzugsweise an einer oberen Wandung des Feststofffängers oder an einem angrenzenden Bauteil wie einer Haube verteilt und ihr Austrittsende ist vorzugsweise axial im Wesentlichen nach unten gerichtet. Vorzugsweise ist der Fluidvorhang 20 in erzeugten Zustand zylindrisch oder konisch. Er kann aber z.B. auch umfangsgeschlossen mehreckig die Trommel umgeben. Dazu sind die Öffnungen 19 vorzugsweise an einer oberen Wandung des Feststofffängers verteilt und ihr Austrittsende ist nach unten gerichtet. Die Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 sind vorzugsweise so gestaltet, dass das austretende Fluid fächerartig austritt, d.h. radial bezogen auf die Drehachse der Trommel ist der Fluidstrahl schmal, senkrecht dazu ist der Fluidstrahl breit, um mit möglichst wenig Öffnungen, insbesondere Düsen, den gesamten Umfang innerhalb des Feststofffängers mit einem Fluidvorhang 20 abzudecken. Um diesen fächerarti- gen Austritt zu erzeugen, kann die Düse mit einer schlitzartigen Austrittsöffnung versehen werden oder alternativ mit mehreren Austrittsöffnungen in Richtung des zu erzeugenden Fluidvorhanges.
Die Wirksamkeit des Fluidvorhanges kann durch die Menge/Zeit des eingesetzten Fluides in Abhängigkeit von der Empfindlichkeit des zu verarbeitenden Produktes eingestellt werden. Je mehr Fluid eingesetzt wird, desto dichter wird der Fluidvorhang und desto stärker wird der Impuls des austretenden Feststoffes abgebaut. Hierzu kann im Stellglied 22 die Menge/Zeit des Fluides geregelt werden indem hierin der Öffnungsquerschnitt eines Ventils verändert wird. Alternativ kann der Druck des Fluids in der Leitung 21 verändert werden, oder auch die Querschnitte der Öffnungen in den Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 angepasst werden.
Die Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 können, wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, das Fluid von oben in den Feststofffänger leiten, alternativ ist dies auch von unten möglich oder auch tangential aus Richtung der Prallwand 18.
Das den Fluidvorhang 20 bildende Fluid ist vorzugsweise Wasser. Dies ist vorteilhaft, da eine Wasserhydraulik auch für die Betätigung des Kolbenschiebers 12 vorhanden sein kann und insofern Teile dieser Hydraulik mehrfach nutzbar sind. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Alternativ/Optional ist auch die Verwendung des zu verarbeitenden Ausgangsproduktes oder dessen gewonnene Klarphase als Fluid für den Fluidvorhang vorteilhaft, da es hierdurch nicht zur Vermischung des Feststoffes mit einem zusätzlichen Fluid kommt.
Die Zuführung des Fluids erfolgt über eine entsprechende Leitung 21 . Die Leitung 21 kann durch einen Steuerimpuls durch ein Stellglied 22 abgesperrt und geöffnet wer- den.
Um den ausgetragenen Feststoff so wenig wie möglich zu verdünnen, kann der Fluidvorhang 20 erst kurz vor der Entleerung des Feststoffes eingeschaltet werden. So kann die Einschaltzeit vor der Entleerung„Zeitein <10 Sekunden" betragen. Der Fluid- Vorhang wird vorzugsweise direkt nach der Entleerung wieder ausgeschaltet. Vorzugsweise gilt:„Zeitaus < 10 Sekunden", da der Fluidvorhang bis zur nächsten Entleerung nicht weiter benötigt wird.
Falls es sich um einen Feststoff handelt, von dem keine Reste in dem Feststofffänger verbleiben sollen, kann der Wert für Zeitaus auch deutlich verlängert werden Zeitaus < 10 Minuten, um ein Ausspülen des Feststoffes aus dem Feststofffänger zu gewährleisten. Wenn es sich als vorteilhaft für das Ausleiten der Feststoffe aus dem Feststofffänger erweist, z.B. bei klebrigen oder adhäsiven Feststoffen, kann der Fluidvorhang auch dauerhaft aktiviert sein. Durch den sich vor der Prallwand 18 erstreckende Fluidvorhang 20 wird einfach vorteilhaft ein schonender und scherungsarmer Impulsabbau des aus den Auslassöffnungen 3 des Separators 1 in den Feststofffänger 13 austretenden Feststoffs F ermöglicht. Vorteilhaft ist ferner, dass die dazu benötigten Bauteile 19, 21 , 22 einfach und ohne Umbau des Feststofffängers 13 an einen Separator 1 nachrüstbar sind. Darüber hinaus wird das konstruktive Variantenmanagement des Separators 1 vereinfacht, da die Variante des Feststofffängers 13 für einen schonenden Feststoffaustrag einfach und damit vorteilhaft durch die gewöhnliche Variante des Feststofffängers 13 plus die Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 gebildet ist.
Dier hier geschilderten Steuerungsvorgänge bzw. Steuerimpulse werden durch eine Steuerungsvorrichtung 23 gesteuert bzw. koordiniert. Die Steuerungsvorrichtung 23 ist dazu über Datenverbindungen 24, 25, die hier beispielhaft durch spannungsfüh- rende bzw. signalführende Leitungen bzw. Kabel ausgeführt sind, mit den Stellgliedern bzw. Ventilen 1 6, 21 verbunden. Die Datenverbindungen 24, 25 können alternativ aus durch andere geeignete Wirkprinzipien, wie z.B. durch das Überbrücken der Signalstrecke durch hochfrequente Strahlung, wie z.B. Funksignale realisiert sein. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden zu dem Separator 1 in Fig. 2 nur Abweichungen, Änderungen oder Ergänzungen zu dem Separator 1 nach Fig. 1 beschrieben.
Abweichend zu dem Separator 1 nach Fig. 1 , arbeitet der Separator 1 nach Fig. 2 als selbstentleerender Separator 1 mit einem kontinuierlichen Feststoffauslass. Demzufolge verfügt die Trommel 2 des Separators 1 hier über einen kontinuierlichen Feststoffauslass, wobei der aus dem Ausgangsprodukt AP durch Klärung abgetrennte Feststoff F hier permanent durch die Auslassdüsen bzw. Auslassöffnungen 3 entfernt wird. Ein Kolbenschieber 12 mit den entsprechenden Stellgliedern und Zuleitungen ist demzufolge hier nicht erforderlich.
In Fig. 2 sind die Öffnungen, insbesondere Düsen, 1 9, die den Fluidvorhang 20 vor der Prallwand 18 des Feststofffängers 13 erzeugen, gut sichtbar dargestellt. Der Feststofffänger 13 weist hier eine Leitung auf, mit der der Feststoff F aus dem Feststofffänger 13 abgeleitet wird. Aus diesem Grund weist der Feststofffänger 13 in der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung - wobei der Schnitt durch die Ableitung gelegt ist - zwei unterschiedliche Geometrien auf.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines Produkt-Klärverfahrens, welches mit dem vorbeschriebenen Separator 1 durchgeführt werden kann, anhand der Figuren näher erläutert. In die Trommel 2 des Separators wird vorzugsweise kontinuierlich das Ausgangsprodukt AP geleitet, wo dieses geklärt wird. Es erfolgt ein kontinuierlicher Klarphasen- auslass der Klarphase KP.
Während der Klärung des Ausgangsproduktes AP unter Bildung der Klarphase KP werden im Ausgangsprodukt AP enthaltene Trubstoffe und andere Feststoffe F im Feststoffsammeiraum 1 1 der Trommel 2 außerhalb des Tellerpaketes 10 gesammelt, der sich füllt.
Bei einem diskontinuierlich entleerenden Separator 1 wird in Abhängigkeit von defi- nierten Parametern die Austragung des Feststoffs F aus der Trommel 2 durch die Auslassöffnungen 3 in den Feststofffänger 13 initiiert, während bei einem kontinuierlich entleerenden Separator 1 die Austragung von Feststoff F permanent nach Starten des Separationsprozesses geschieht. Für das schonende und scherungsarme Entleeren von Feststoff F aus einem erfindungsgemäßen, den Feststoff F diskontinuierlich oder kontinuierlich entleerenden Separator 1 wird folgendes Verfahren angegeben: Das Verfahren - siehe Fig. 3 - startet im Schritt 100. In Schritt 100 wird die Entleerung des Feststoffs F aus dem Feststoffsammei räum 1 1 des Separators initiiert bzw. bei einem kontinuierlich entleerenden Separator 1 wird der Separationsprozess in Gang gesetzt.
Danach wird in einem weiteren Schritt 200 durch einen Steuerimpuls auf das Stellglied 22 die Zufuhr von Fluid zu den Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 zur Erzeugung des Fluidvorhangs 20 vor der Prallwand 18 des Feststofffängers 13 gestartet. In einem darauf folgenden Schritt 300 verstreicht ein definierter, diskreter Zeitintervall, der entsprechend der Entleerungsdauer bestimmt wird und z.B. eine bis zehn, besonders bevorzugt drei bis fünf Sekunde(n) betragen kann. Der Fluidvorhang wird aufgebaut. In einem weiteren Schritt 400 wird die Entleerung des Feststoffs F aus dem Fest- stoffsammelraum 1 1 des Separators durch einen Steuerimpuls auf die Dosieranordnung 1 6 und die Ventilanordnung 15 gestartet, sofern es sich bei dem Separator um einen diskontinuierlich entleerenden Separator nach Fig. 1 handelt. Bei einem kontinuierlich entleerenden Separator beginnt die Entleerung des Feststoffs F nach dem der Separationsprozess gestartet wurde und das Zeitintervall in Schritt 300 verstrichen ist, direkt.
In einem darauf folgenden Schritt 500 wird die Austragung von Feststoff F aus dem Feststoffsammeiraum 1 1 durch einen Steuerimpuls auf die Dosieranordnung 1 6 und die Ventilanordnung 15 beendet. Bei einem kontinuierlich entleerenden Separator endet die Entleerung des Feststoffs F erst, wenn der Trennprozess beendet wird.
In einem abschließenden Schritt 600 wird die Zufuhr von Fluid zu den Öffnungen, insbesondere Düsen, 19 zur Erzeugung des Fluidvorhangs 20 vor der Prallwand 18 des Feststofffängers 13 durch einen Steuerimpuls auf das Stellglied 22 beendet.
Insgesamt wird mit den dargestellten und beanspruchten Verfahren auf einfache und damit vorteilhafte Weise ein schonendes und scherungsarmes Entleeren von Feststoff F aus einem erfindungsgemäßen, den Feststoff F diskontinuierlich oder kontinu- ierlich entleerenden Separator 1 gewährleistet. Bezugszeichenliste
1 Separator
2 Trommel
3 Auslassöffnung
4 Trommelunterteil
5 Trommeldeckel
6 Haube
7 Spindel
8 Zulauf
9 Ablauf
10 Tellerpaket
1 1 Feststoff sam mel rau m
12 Kolbenschieber
13 Feststofffänger
14 Zulaufleitung
15 Ventilanordnung
1 6 Dosieranordnung
17 Hydraulikleitung
18 Prallwand
19 Öffnung
20 Fluidvorhang
21 Zuleitung
22 Stellglied
23 Steuerung
24 Datenverbindung
25 Datenverbindung
KP Klarphase
AP Ausgangsprodukt
F Feststoff

Claims

Ansprüche
Selbstentleerender Separator (1 ), der eine drehbare Trommel (2) mit einem Zulauf (8), mit wenigstens einem Flüssigkeitsablauf (9) mit Auslassöffnungen (3) für Feststoff (F) und eine Steuerung (23) aufweist, in dem ein fließfähiges Ausgangsprodukt (AP) in einem kontinuierlichen Betrieb in einem Zentrifugalfeld in der sich drehenden Trommel (2) von den Feststoffen (F) geklärt wird, wobei ein kontinuierliches Auslassen wenigstens einer geklärten Flüssigkeitsphase - einer Klarphase (KP) - erfolgt und wobei mit den Auslassöffnungen (3) ein Auslassen einer Feststoffphase (F) - Feststoffentleerung genannt -, aus einem Feststoffsammeiraum (1 1 ) der Trommel (2) in einen ringförmigen Feststofffänger (13) kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststofffänger (13) eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges (20) aufweist, auf welchen die aus den Auslassöffnungen (3) für Feststoff (F) austretenden Feststoffe (F) auftreffen.
Selbstentleerenden Separator (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidvorhanges (20) Öffnungen, insbesondere Düsen, (19) aufweist.
Selbstentleerenden Separator (1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen, insbesondere Düsen, (19) am Umfang der Feststofffängers (13) verteilt sind.
Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens vier oder mehr Öffnungen, insbesondere Düsen, (19) am Umfang des Feststofffängers (13) verteilt sind.
Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststofffänger (13) eine Prallwand (18) aufweist.
6. Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidvorhang (20) entlang des gesamten Umfangs des Feststofffängers (13) vor seiner Prallwand (18) ausgebildet ist. 7. Selbstentleerenden Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (1 ) ein den Feststoff (F) diskontinuierlich entleerender Separator (1 ) ist.
8. Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Separator (1 ) ein den Feststoff (F) kontinuierlich entleerender Separator (1 ) ist.
9. Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid, dass den Fluidvorhang (20) ausbil- det, Wasser ist.
10. Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als das Fluid, das den Fluidvorhang (20) ausbildet, das Ausgangsprodukt oder die oder eine der aus dem zu verarbeitenden Ausgangsprodukt gewonnene(n) Klarphase(n) verwendet wird.
1 1 . Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Fluids zu den Öffnungen, insbesondere Düsen, (19) über eine Zuleitung (21 ) erfolgt, wobei die Zuleitung (21 ) durch ein Stellglied (22) absperrbar und offenbar ist.
12. Selbstentleerender Separator (1 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungsvorrichtung (23) vorgesehen ist, die vorzugsweise über Datenverbindungen (24, 25) mit dem Stellglied (22) verbunden ist.
13. Verfahren zum Betreiben eines Separators nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit dem ein zu verarbeitendes Produkt in einem Zentrifugalfeld in der Trommel von Feststoff geklärt wird, der aus der Trommel kontinuierlich oder diskontinuierlich entleert wird, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest wäh- rend der Entleerung der Feststoffe ein Fluidvorhang erzeugt wird, auf welchen die aus den Auslassöffnungen (3) für Feststoff (F) austretenden Feststoffe (F) auftreffen.
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