HUT61225A - Method for centrifugal separation and disc-nozzle centrifuge for carrying out the method - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás centrifugális szétválasztáshoz, valamint tárcsás-fúvókás centrifuga az eljárás foganatosításához.

Mint ismeretes, a centrifugák olyan szerkezetek, amelyek nagy fordulatszám következtében fellépő centrifugá72605-6617/MJ • · ·

-2lis erők révén alkalmasak különböző fajsúlyú vagy részecskeméretű anyagok szétválasztására. Általában folyadékban lebegő szilárd részecskék szétválasztását végzik centrifugálással.

Különböző tárcsás-fúvókás centrifugák ismerhetők meg például a 2·779·536 (kibocsátás dátuma: 1957.01.29.), a 4*005*817 (kibocsátás dátuma: 1977.02.01.) és a 4*067*494 (kibocsátás dátuma: 1978.01.10.) számú USA-beli szabadalmi leírásokból. Ezek kettős kúpos rotorkosárral rendelkeznek, amelynek szétválasztó kamrája forgó szétválasztó tárcsák sorozatával van ellátva. A betáplált zagy két frakcióra történő szétválasztását úgy végzik, hogy a nehéz frakció a kosár kerülete mentén távozik, míg a könnyű frakció a gépet felül túlfolyva hagyja el.

Az ilyen típusú centrifugákat különböző iparok alkalmazzák, így például az élelmiszeripar, gyógyszeripar és vegyipar, továbbá hulladékfeldolgozó, ásványfeldolgozó és kőolaj feldolgozó iparok.

Az utóbbi években a tárcsás-fúvókás centrifugák kapacitását drasztikus mértékben növelték (ilyen centrifuga pl. a jelen bejelentő MERCO néven ismert centrifugája), mégpedig részben a fúvókák számának növelésével, részben viszont a fúvókák méretének növelésével. Nagyobb szilárdanyagmennyiségek kezelhetők az ilyen centrifugákkal, mint a hagyományos megoldásokkal. Az új tárcsás-fúvókás centrifugák teljesítőképességének felső határát elérték már a szétválasztandó anyagáram magas szilárdanyagtartalma és a viszony• · · · • · · · · · · ···· ··· ·· · · ·*·

-3lag nagy térfogatarányok következtében.

A tárcsás-fúvókás centrifugáknál a zagyot, illetve szuszpenziót a forgó kosárba vagy a centrifuga tetején táplálják be és ilyenkor az gravitációs úton halad lefelé a rotor hajtótengelye mentén, ill. a centrifuga alsó részén táplálják be, és ilyenkor nyomókamrán keresztül halad a zagy fölfelé a forgó kosárba. Jóllehet mindkét betáplálási rendszer működőképes, a gyakorlati tapasztalatok azt mutatják, hogy a felülről való beadagolás lényegesen egyszerűbb.

A fenti centrifugáknál a centrifugából távozó anyagáramnak legalább egy részét gyakran visszavezetik a centrifugába. A centrifugába visszavezetett anyag mennyiségének szabályzásával a centrifugából távozó anyagáram koncentrációja szabályozható. Ez a visszavezetés történhet energiafelhasználással vagy akár passzív módon.

Az energiafelhasználással történő recirkuláltatásnál külső szivattyút alkalmaznak, amellyel a távozó anyagáram egy részét adagolótartályba juttatják, és ott friss zaggyal keverik, mielőtt azt visszatáplálják a centrifugába. Ezt a szivattyút természetesen külső energiaforrás hajtja.

A passzív recirkuláltatásnál külső szivattyúra nincs szükség, a visszatérő anyagáram továbbításához a centrifuga működése közben meglévő energiákat használják fel. A centrifuga fúvókéi a távozó anyagáraimat a centrifuga körkörös vagy csigavonalú kamrájába továbbítják, ehhez szeleppel ellátott csővezeték kapcsolódik, amelynek segítségével a távozó anyagáram egy része elvonható a centrifugából. A visz-4szatérő vezeték közlekedik az elvezető vezetékkel, és az elvezető vezetéket a centrifuga fenékrészén elhelyezett fúvókához vagy csonkhoz kapcsolja, amely viszont a centrifuga nyomókamrájával, illetve centrifugáló kamrájával közlekedik. A körkörös, illetve csigavonalú kamrában kialakuló nyomás a távozó anyagáram egy részét a visszatérő vezetéken keresztül visszavezeti a centrifuga centrifugáló terébe, ahonnan az a fúvókák és a szétválasztó tárcsák irányába felfelé nyomódik.

A hagyományos megoldásoknál a visszatérő vezetéket korlátozott mértékben mosási funkcióra is használták azáltal, hogy kis mennyiségű nyomófolyadékot vezettek a csővezetékbe. Ilyen kis mennyiség alatt a mosófolyadék/távozó anyagáram elszívási térfogata közötti 20 - 50 %-os térfogatarány értendő. Nagyobb mennyiségű mosófolyadéknak a visszatérő vezetékbe fecskendezése esetén előfordulhat, hogy a visszatérítő áramlás megszűnik vagy ellenkező irányú lesz, hiszen a működés viszonylag kis nyomáskülönbség mellett történik.

A mosási műveletnek az a célja, hogy csökkentse az oldódást a centrifugába beadagolt folyadék és szilárd részek között.

A jelen találmánnyal célunk olyan tökéletesített megoldás létrehozása, amellyel javítható a tárcsás-fúvókás centrifugák mosási hatékonysága, nagy mennyiségű mosófolyadék alkalmazása melletti recirkuláció esetén is.

A kitűzött feladat megoldásához olyan eljárásból indultunk ki, amely centrifugális szétválasztáshoz való és

-5tárcsás-fúvókás centrifugában foganatosítható. Ennél az alsó anyagáram koncentrációját azzal szabályozzuk, hogy az alsó anyagáram egy részét külső vezetéken keresztül és a centrifugában uralkodó nyomáskülönbség révén visszavezetjük a centrifugába. A találmány szerinti eljárás lényege, hogy a viszonylag nagy térfogatú mosófolyadékot közvetlenül a centrifugába fecskendezzük a frissen beadagolt anyagáram mosásához .

Célszerű az olyan foganatosítási mód, amelynél a mosófolyadék centrifugába fecskendezéséhez a mosófolyadék/alsó anyagáram-elvonás térfogatarányát 0,5 - 3 közötti értékűre választjuk.

Előnyösen a mosófolyadékot és a visszavezetett alsó anyagáramot egyidejűleg fecskendezzük a centrifugába.

Célszerű továbbá, ha a mosófolyadékot és a visszavezetett anyagáramot a centrifuga kisnyomású körzetébe fecskendezzük, ezáltal a külső vezetékben nagyobb nyomáskülönbséget és intenzivebb áramlást hozunk létre.

A kisnyomású körzetet a centrifugában létrehozhatjuk például Venturi-csővel, amelyen a visszatérő alsó anyagáramot keresztülvezetjük.

A találmány szerinti tárcsás-fúvókás centrifugánál az alsó anyagáram egy részét a centrifugális fúvókák növelt nyomású körzetéből a centrifuga fenékrészén kiképzett centrifugáló térbe torkolló külső vezeték téríti vissza. Ez a külső vezeték a centrifugában elrendezett és a centrifugáló térbe irányított fúvókában végződik. Továbbá, a centrifugá• · · « · · ···* ··♦ ·· ·♦

6nak mosó csővezetéke van, amely a külső vezeték egy részén keresztül halad, valamint annak fúvókájával koncentrikusan elrendezett, a mosófolyadékot közvetlenül a centrifugába fecskendező, mosó fúvókában végződik. A koncentrikusan elrendezett fúvókák Venturi-torkot, illetve -csövet képeznek, amelynél csökkentett nyomású szakasz jön létre. Ezáltal fokozzuk a nyomáskülönbséget a külső vezetékben, következésképpen az alsó anyagáram visszatérő ágának áramlását segítjük.

A találmány szerint olyan tárcsás-fúvókás centrifuga kivitel is lehetséges, amelynek rotoregysége kerületi fúvókák sorozatával van ellátva, és egyúttal belső szétválasztó teret határol. Az alsó anyagáram egy részének visszatérítésére olyan külső vezetéke van, amely a centrifuga fúvókák körzetéből a rotoregység alsó részén kialakított centrifugáló térbe vezet. A centrifugáló szerkezet a centrifugáló kamrában helyezkedik el. A centrifugáló teret a szétválasztó kamrával közegvezető egységek kötik össze. A külső vezeték összetartó fúvókában végződik, amely a centrifugáló térbe van irányítva. A mosóvezeték a külső vezeték egy részén keresztül halad és olyan mosófúvókában végződik, amely a fent említett fúvókán belül koncentrikusan van elrendezve. A koncentrikus fúvókák között körkörös Venturi-torkot hozunk létre, ezáltal csökkentett nyomású szakaszt alakítunk ki, amivel fokozzuk a külső vezetékhez képesti nyomáskülönbséget, és következésképpen segítjük a visszatérő alsó anyagáram haladását.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga példakénti kiviteli alakjának nézete, részben metszve;

- a 2. és 2A. ábrákon az 1. ábrán 2-2 vonal mentén vett metszet két változata látható;

a 3. ábra olyan további változatot mutat metszetben, amely a visszatérő anyagáram és mosófolyadék keverékének a szétválasztó térbe fecskendezésére való;

a 4. ábra a találmány szerinti centrifuga részletének további változata, viszonylag nagyobb léptékű metszetben;

a 4A. ábrán a 4. ábra szerinti megoldás perspektivikus képe látható;

- az 5. ábra diagram, amely a találmány szerinti nagy hatékonyságú mosással szétválasztott térfogatot százalékban szemlélteti, módosított keményítő esetében;

a 6. ábra az 5. ábrához hasonló diagram, amelyen azonban különbözőképpen módosított keményítő esetében szemléltetjük a szétválasztott térfogatot százalékban;

- a 7. ábra további diagram, amelyen a nagy ha- tékonyságú mosás és a hígítás ···· • * · ···♦·· • · · · · · · ···· ··· ·· ·· · · ·

-8görbéje látható.

Az 1. ábrán a találmány szerinti 10 centrifuga látható, amelynek 11 rotorját függőleges 12 hajtótengely tartja a helytálló 13 házban. Alább részletesebben ismertetjük majd, hogy a 11 rotor különböző közegvezető járatokkal van ellátva, így például beömléssel a betáplált anyagáram számára, kiömléssel a könnyebb és centrifugálással leválasztott komponens számára, valamint olyan másik kiömléssel, amely a beadagolt anyagáram centrifugálással szétválasztott nehezebb komponense számára szolgál. A 11 rotort a függőleges 12 hajtótengely tartja és egyúttal forgatja is, amelyet koaxiális helyzetű motor tengelycsonkja hajt (külön nem ábrázoltuk).

A 13 ház önmagában ismert módon szétszedhető 18 és házrészekből áll. A 18 házrész csigavonalú, illetve hengeres 21 kamrát képez, amely befogadja a 11 rotorból távozó, centrifugálisan leválasztott könnyebb komponenst, azaz a túlfolyó komponenst. A 19 házrész ugyancsak csigavonalú, illetve hengeres 22 kamrát képez, ez viszont az alul távozó, centrifugálisan leválasztott, nehezebb komponens befogadására való.

A 11 rotor teste hasonlóképpen szétszedhető gyűrűszerű részekből áll célszerűen, nevezetesen fő 23 részből és ehhez kapcsolódó felső és alsó 24, illetve 27 részekből. A fő 23 rész a 11 rotor alsó, illetve belső 27 részéhez van rögzítve, amely viszont a 12 hajtótengely alsó végéhez kapcsolódik. A 23 és 24 részeket egymáshoz rögzítőegységek kap• · · · • · · · ·· ··· • · · · · · · ···« ··· ·· · ···

-9csolják, így például a jelen esetben 29 lefogógyűrűk. Az alsó 27 rész és a 23 és 24 részek belső 30 és 31 felületei között van kiképezve a centrifugáló, vagy szétválasztó 32 tér.

Amint az 1. ábrán látható, a centrifugáló 32 térben a 12 hajtótengellyel koaxiálisán szétválasztó 35 tárcsák sorozata van elrendezve, mégpedig axiális távközzel. A 35 tárcsák csonkakúp-alakúak. Továbbá, a kerület mentén egymástól távközzel kiömlő 36 fúvókák vannak kialakítva, ezek mindegyike olyan kiömlőnyílással van ellátva, amelynek iránya a 11 rotor forgásirányával ellentétes (lásd 2. ábra). Ezek a 11 rotor fő 23 részének külső 37 falán keresztül vannak kialakítva.

A 11 rotor fő 23 részének külső széle a 36 fúvókákkal együtt a 19 házrészben kiképzett csigavonalú 22 kamra 38 torkába nyúlik.

A 10 centrifuga működése közben a leválasztott nehéz komponenst a szétválasztó 32 tér azon részébe kényszerítjük, amelyben a 36 fúvókák helyezkednek el, így azokon keresztül juthat a nehéz komponens a 19 házrész 22 kamrájába. A nehéz komponens tehát folyamatosan távozhat a 22 kamrából 40 csővezetéken keresztül.

A szétválasztandó keverék, azaz a centrifugálandó anyagáram a 11 rotorba 42 beömlőcsövön keresztül jut, amely gyűrű-alakú, függőleges 43 csatornába torkollik. Ezt a 43 csatornát a koaxiálisán elrendezett 44 és 45 csőelemek határolják, amelyek koncentrikus helyzetűek a 12 hajtótengelylyel. A 43 csatorna lefelé üríthető a fogadó 46 kamrába, • · · · · · · ···· ··· ·* ·· ·*·

-10amelyet a csonkakúp-alakú 47 elem és a 11 rotor alsó 27 része határol. A 46 kamrából 48 járaton keresztül áramlik az anyag a szétválasztó 32 térbe.

A csonkakúpos 47 elemtől felfelé 41 bordák, illetve lapátok nyúlnak, amelyek a szétválasztó 35 tárcsák kötegét támasztják, és egyúttal 51 járatokat képeznek, amelyek a 10 centrifugában a felfelé áramló, könnyű komponensét vezetik. 'Megjegyezzük, hogy az 51 járatok a leválasztott könnyű komponenst a 13 házon belül a hengeres 21 kamrába vezetik.

A fogadó 46 kamrában 52 bordák, illetve lapátok sorozata van elrendezve, amelyek együttforognak a 11 rotor alsó 27 részével, és következésképpen radiálisán kifelé kényszerítik az anyagáramot a 46 kamrán keresztül.

A találmány szerinti 10 centrifuga alkalmas arra, hogy a nehéz komponensként leválasztott alsó anyagáram egy részét visszavezessük a centrifugába. A 19 házrész alsó része és a 11 rotor alsó 27 része 58, illetve 59 nyílásokkal van ellátva, ezek koaxiálisak a 10 centrifuga forgástengelyével. A 11 rotor alsó 27 részének 59 nyílásaiban 61 karima van elrendezve, amelynek központi 64 nyílása van. Ez a 61 karima 55 centrifugálóteret határol. Másrészt, az 55 centrifugálóteret a 11 rotor alsó 27 része határolja. A 19 házrészben kiképzett 58 nyílás körül felfelé és befelé irányuló 67 fúvókaelem van rögzítve, amely a 61 karimában kiképzett, központi 64 nyílásban végződik.

Az 55 centrifugálótérben 69 fedél és centrifugáló lapátok sorozata helyezkedik el. Felfelé és kifelé irá-11» < · ····«« • · · · · · ·«·« ··· 4« ·· «·· nyúló 71 csövekről gondoskodtunk, amelyek a szétválasztó 32 térben a belső 30 felülethez közel helyezkednek el és 72 járatokkal vannak összekötve, amelyek az 55 centrifugálótérrel közlekednek a 11 rotor alsó 27 részén keresztül. A 71 csövek felső vége közel helyezkedik el a 36 fúvókák beömléséhez.

A visszatérő 63 vezeték egyik vége az alsó anyagáramot vezető 40 csővezetékhez, a másik vége viszont felfelé irányul és a 19 házrész 58 nyílására csatlakozik. A visszatérő 63 vezetékben elrendezett 79 csonkon keresztül mosó 75 fúvóka halad át és központosán helyezkedik el a visszatérő 63 vezetékben és a 67 fúvókaelemen belül végződik.

A működés során a friss és szétválasztandó zagyot a beömlőcsövön keresztül adagoljuk a 10 centrifugába. A 42 beömlőcsőből az a függőleges 43 csatornába jut, majd onnan a körkörös, fogadó 46 kamrába, ahol azt az 52 lapátok radiálisán kifelé terelik. Ezután a beadagolt zagy a szétválasztó 32 térbe jut a 48 járatokon keresztül, ahol a fellépő nagy centrifugális erők következtében a nagyfajsúlyú frakció kifelé a kiömlő 36 fúvókák irányába, a könnyebb frakció viszont a szétválasztó 35 tárcsákhoz áramlik. A könnyű frakció által magával ragadott viszonylag nehezebb részecskék lerakódnak a 35 tárcsákon, a könnyű frakció viszont a 41 bordák közötti 51 járatokon keresztül fölfelé halad, és felül túlfolyva kerül a 21 kamrába. A 35 tárcsákon felgyülemlett lerakódás időről időre lecsöpög a szétválasztó 32 térbe, és a centrifugális erők azokat is a kiömlő 36 fúvókák felé tere• · · · ·· ··· « · 5 · » · «

9··· ··· ·· ·· ···

-12lik. A 21 kamrában összegyűlt könnyű frakció a további feldolgozás vagy raktározás céljára eltávolítható a 28 vezetéken keresztül.

A nehéz frakció - miután a szétválasztó 32 térben a visszatérített mosó anyagárammal érintkezésbe került - a 36 fúvókákon keresztül a 22 kamrába kerül mint alsó anyagáram, és innen a 40 csővezetéken keresztül vezethető el. A 40 csővezeték azonban szelepeit 62 vezetékre és visszatérő külső 63 vezetékre ágazik szét. A 62 vezeték szelepének állításával szabályozható a 62 vezetéken és a visszatérő 63 vezetéken keresztül haladó anyagáram, ezzel egyúttal szabályozható az alsó anyagáram koncentrációja. Az alsó anyagáramnak az a része tehát, amely a szelepeit 62 vezetéken keresztül halad, elhagyja a berendezést. A visszatérő 63 vezeték a 40 csővezetékhez kapcsolódik és az alsó anyagáram egy részét a 10 centrifuga 55 centrifugálóterébe vezeti az összetartú, azaz szűkülő 67 fúvókán keresztül.

Az 1. ábrán jól látható, hogy a 67 fúvókában mosó 75 fúvóka van elrendezve, amely nagy térfogatú mosófolyadékot képes az 55 centrifugálótérbe fecskendezni. Mivel a mosó 75 fúvóka koncentrikusan helyezkedik el a 67 fúvókában, közöttük 81 gyűrűtér képződik, amely Venturi-torokként működik. Ha folyadékot vezetünk a 67 és 75 fúvókákon keresztül, akkor a találmány szerint kisnyomású szakaszt hozunk létre a 81 gyűrűtérben, ennek pedig az a lényeges következménye, hogy ezáltal jelentősen növekszik a nyomáskülönbség a 22 kamra és a 67 fúvóka között. A megnövelt nyomáskülönbség biztosítja, • · ·

-13hogy a visszatérő 63 vezetékben javulnak az áramlási feltételek.

A visszatérő 63 vezetékből kilépő visszatérő anyagáram és a mosófolyadék árama együttesen lép be az 55 centrifugálótérbe, ahol a 69 fedél az erősen hígított anyagáramot úgy tereli, hogy az kapcsolatba kerüljön a centrifugáló 70 lapátokkal. A 70 lapátok a keveréknek radiálisán kifelé irányuló mozgást adnak. A centrifugáló erők a folyadékot 72 járatokon keresztül a 71 csövekbe kényszerítik. A folyadékot azután a 71 csövek a szétválasztó 32 térbe fecskendezik, mégpedig a kiömlő 36 fúvókák beömlési oldalának közelébe. A szétválasztó 32 térben a 71 csövek erősen hígított folyadékárama találkozik a szeparálandó anyagárammal. A folyadék a nagy fajsúlyú anyagáram-komponenssel érintkezésbe kerülve kiszorul a 71 csövekből kibocsátott hígított folyadék nagy térfogatának hatására, és az ilymódon kiszorított folyadék a jól oldható tartalmával együtt a szétválasztó 35 tárcsák mentén felül túlfolyik.

A 2. ábrán az 1. ábrán 2-2 vonal mentén vett metszet látható. Itt a kiömlő 36 fúvókák láthatók, mégpedig a 71 csövekhez viszonyított helyzetükben. Itt jól látható, hogy a 36 fúvókák kiömlőnyílása 39 hátrametszésként van kialakítva. A 71 csövek így a mosófolyadékot a szomszédos 36 fúvókák közé és azokhoz közel adják le, és az anyagáramnak a jól oldható komponense átadódik, viszont a kevéssé oldható komponens elhagyja az alsó anyagáramot, mihelyt a jól oldható folyadék felül túlfolyik.

-14Α 2Α. és 3. ábrákon a 71 cső és a 36 fúvóka beömlési részének további változata látható, amely kissé eltér az 1. és 2. ábra szerinti kiviteltől. Ebben az esetben a 71 cső a 36 fúvókák között fölfelé van elrendezve, de igen közel helyezkedik el a 36 fúvókák szintjéhez, továbbá olyan 83 fedőelemmel van ellátva, amely a 36 fúvókák szintjéig ér, és a 71 csőnek szemölcs-szerű alakzatot ad. Továbbá, a 36 fúvókák beömlése 85 bemélyedésként van kialakítva, így a nehéz frakció számára lerakodási szakaszt hozunk létre a 36 fúvókák beömlésénél. Az itt lerakodott anyag a 36 fúvókákon keresztül fecskendezhető. A 71 csövek ilyen sapkás kialakításával koncentráljuk a hígított és kevert visszatérőáramot, így a folyadékkal egyesített betáplált anyagáram jól oldható tartalma a felső anyagárammal távozhat.

A 71 csövek elláthatók statikus 80 keverőelemekkel (lásd 3. ábra). Ezzel segíthetjük, hogy a szétválasztó 32 térbe való fecskendezés előtt jobban összekeveredjék a mosófolyadék és a visszatérített anyagáram.

A 4. és 4A. ábrákon a centrifugáló egység további változata látható, amelyet 90 hivatkozási számmal jelöltünk. Ez az 1. ábra szerinti megoldásnál nagyobb kapacitású centrifuga esetében alkalmazható előnyösen. Ennél a megoldásnál 99 centrifugálótér fogadja be a centrifugáló 90 egységet, amelynek 91 fedele van. A 91 fedélhez radiális 93 lapátok vannak rögzítve, ezek 95 emelőfelülettel vannak ellátva az alsó belső részükön. A 93 lapátok külső végén az alsó szélükön hegesztéssel vagy más hagyományos módon 97 gyűrű• · · · ·· ·· · • · · · · · · ···· · · · ·· · · ···

-15tárcsában vannak rögzítve, amely közvetlenül vagy közvetve 98 rotorelemhez van rögzítve.

A 4A. ábrán a centrifugáló 90 egység perspektivikus képben látható. Ebből kitűnik, hogy a centrifugáló 90 egység a centrifuga rotorjával együttforog és befogadja a 67 fúvókából érkező visszatérő anyagáramot (4. ábra) a mosó 45 fúvókából érkező mosófolyadékkal együtt. A 91 fedél ezt a kevert anyagáramot a 93 lapátok közötti terekbe tereli, és a 93 lapátokon kiképzett 95 emelőfelületek felfelé terelik a keverékáramot azon csövek felé, amelyek a centrifuga szétválasztó 32 terébe vezetnek (itt külön nem ábrázoltuk).

A habosodás igen káros a centrifugában történő szétválasztás során, ezért külön intézkedéseket kell tenni annak érdekében, hogy csökkentsük a habképződést a centrifugában, például a gázok eltávolítása révén. Az anyagáram betáplálásakor a gáz a betáplált anyagárammal együtt egyébként lefelé halad a 43 csatornákban, majd elhagyva a 44 csőelem végét, a gáz felfelé halad a szűk körkörös járaton keresztül (külön nem ábrázoltuk) a 44 csőelem külső fala mentén és a 21 kamrába jut. A 21 kamra vagy a túlfolyó 28 vezeték, illetve akár mindkettő ellátható külön nem ábrázolt kiömlőnyílással, amelyen keresztül a gáz távozhat. A visszatérő anyagárammal vagy a mosófolyadékkal bevezetett gáz az 55 centrifugáló térből a 19 házrészbe 66 járatokon keresztül távozhat a 67 fúvóka körzetében. A 19 házrész ugyancsak ellátható olyan kiömléssel, amelyen keresztül a gáz szabadba távozhat (külön nem ábrázoltuk).

• · · · • · · ······ • · · · · · · ···· ··· ·· · · ···

-16Igen fontos szempont, hogy a mosóvíz és a visszatérő anyagáram keveréke habmentesített legyen, hogy ezzel elősegítsük a nagy áramlási sebességet, és elkerüljük, hogy a 11 rotor szűkülő szakaszában a beszoruló hab zavarokat okozzon.

Az 5. és 6. ábrán diagramban azt tüntettük fel, hogy a frissen betáplált anyagáram szétválasztási százalékos értékére milyen befolyással van a mosófolyadék és az alsó anyagáramból visszavezetett részanyagáram aránya. A diagramokon a mosófolyadékot W-vel, a visszavezetett alsó anyagáramrészt U-val jelöltük.

Az 5., 6. és 7. ábrákon a függőleges tengelyre felvitt százalékos érték azt jelenti, hogy mekkora oldható anyagmennyiséget távolítottunk el a betáplált anyagáramból a találmány szerinti mosásos szétválasztási eljárással.

Az 5. ábrából kitűnik, hogy a frissen betáplált anyagáramot (a jelen esetben nátriumszulfáttal kezelt, azaz módosított keményítőt) a találmány szerinti mosási műveletben kezeltük. Ennek során a mosófolyadék/visszavezetett alsó anyagáram (W/U) arányát 0,9-re választottuk, és így közel 70 %-os értékben sikerült az eredeti anyagáramból az oldható tartalmat eltávolítani. A W/U arány 2,1 értékre növelésével az oldható anyagtartalom eltávolításának mértéke közel 85 %os.

A 6. ábrán feltüntetett diagram esetében olyan kísérleti eredményeket szemléltetünk, amelyeket ugyancsak módosított keményítővel végeztünk. A módosítást itt sósavas • · · · • ·· ······ • · · · · · « • · · · ··· ·· · · · · ·

-lekezeléssel végeztük. A diagramból jól látható, hogy a W/U arány 0,8-ról 1,6-ra növelésével a százalékos szétválasztási érték közel 60 %-ról közel 75 %-ra nő.

A 7. ábra diagramja szerint a W/U arány növelésével akár 90 %-ot meghaladó szétválasztás is elérhető.

A 7. ábra szerinti diagramon folytonos vonallal azt a görbét ábrázoltuk, amely a szétválasztás mértékét jelöli. A görbék kísérleti tesztek eredményei alapján születtek, amelyek során különböző zagyokat vizsgáltunk a mosófolyadék/visszavezetett anyagáram arányának széles határok közötti változtatásával. A folytonos vonallal jelölt görbe tehát a nagy hatásfokú mosás alkalmazásával eltávolított anyag %os arányát mutatja a mosófolyadék/visszavezetett anyagáram aránya függvényében. A pontokkal jelölt másik görbe a hígitásos mosás összehasonlító értékeit mutatja. A 7. ábrából látható, hogy a találmány szerinti eljárással 90 % feletti szennyeződés eltávolítás érhető el már olyan esetben is, amikor a mosófolyadék/visszavezetett alsó anyagáram arányának értéke 3.

A találmány szerinti nagy hatékonyságú mosási eljárás egyik legfontosabb előnye az osztályozás, hiszen a befelé áramló mosófolyadék áram a centrifuga szétválasztó 32 terében kiemeli a folyadékágyból a finom, tiszta frakciót. Például, ha keményítő és 10 %-os protein-tartalmú sikér keverékét adagoljuk be szétválasztandó anyagáramként, akkor mosás nélkül 70 % protein-tartalmú frakció felül fog könnyű frakcióként a centrifugából távozni, az alsó anyagáram nehéz • · · · ·· · · · • · · · · · · ···· ··· · · · · ···

-18frakció pedig mindössze 6 %. Ha a mosófolyadék/visszavezetett alsó anyagáram arányát 2-re választjuk, akkor legföljebb 1 % proteint tartalmazó alsó anyagáramú nehéz frakciót kaphatunk (még mindig 70 % protein lesz a felül távozó könynyű frakcióban).

A találmány szerinti centrifugálási eljárással csupán a szemcseméretek alapján is nagy hatékonysággal osztályozhatók szilárd anyagok. így például 0,25 mikronnál kisebb szemcseméretű kaolin eltávolítható kaolin és agyag részecskék keverékéből, ahol a szemcseméret-tartomány 0,1 és 2,0 mikron közötti, például a mosófolyadék/visszavezetett alsó anyagáram 1,5-ös arányánál.

Természetesen a találmány számos más kiviteli alakban és foganatosítási módban is megvalósítható anélkül, hogy a találmány alapgondolatától eltérnénk. Éppen ezért az ábrázolt példaként! kiviteli alakra természetesen nem korlátozódik a jelen találmány, az igényelt oltalmi körön belül számos más változat is lehetséges.

Claims (17)

1. Eljárás centrifugális szétválasztáshoz, amelyet tárcsás-fúvókás típusú centrifugában foganatosítunk, amely eljárásnál az alsó anyagáram koncentrációját azáltal szabályozzuk, hogy az alsó anyagáram egy részét külső vezetéken keresztül, a centrifugában uralkodó nyomáskülönbség révén visszavezetjük a centrifugába, azzal jellemezve, hogy a frissen beadagolt anyagáram centrifugálásos mosásához viszonylag nagy térfogatú mosófolyadékot közvetlenül a centrifugába fecskendezünk.

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mosófolyadéknak a centrifugába fecskendezése során a mosófolyadék/az alsó mosófolyadék visszavezetett részének térfogatarányát 0,5 - 3,0 közötti értékűre választjuk.

3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemez ve, hogy a mosófolyadékot és a visszavezetett alsó anyagáramot egyidejűleg fecskendezzük a centrifugába.

4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mosófolyadékot és a visszavezetett alsó anyagáramot a centrifuga kisnyomású körzetébe fecskendezzük, egyúttal a

-20külső vezetékben nagyobb nyomáskülönbséget és javított áramlást hozunk létre.

5. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal j e 1-

1 eme zve, hogy a kisnyomású körzetet a centrifugában Venturi-cső alkalmazásával hozzuk létre, amelyen a visszavezetett alsó anyagáramot keresztüláramoltatjuk.

6. Tárcsás-fúvókás centrifuga, felső betáplálással és az alsó anyagáram egy részét a centrifugális fúvókák növelt nyomású körzetéből a centrifuga fenékrészén kiképzett centrifugálótérbe visszatérítő, külső vezetékkel, azzal jellemezve, hogy a visszatérő külső vezeték (63) a centrifugában (10) elrendezett és a centrifugálótérbe (55) irányított, szűkülő, illetve összetartó fúvókában (67) végződik, továbbá olyan mosó csővezetékkel van ellátva, amely a külső vezeték (63) egy részén keresztülhalad, és az összetartó fúvókában (67) koncentrikusan elrendezett, a mosófolyadékot közvetlenül a centrifugába (10) fecskendezni képes, mosó fúvókában (75) végződik, a koncentrikusan elrendezett fúvókák (67, 75) Venturi-torkot képező gyűrűteret (81) határolnak, amelynek körzetében a külső vezeték (63) nyomáskülönbségét növelő és az áramlást fokozó, csökkentett nyomású szakasz van kialakítva.

7. Tárcsás-fúvókás centrifuga, amelynek rotorja a kerülete mentén fúvókákkal van ellátva, és belső, szétválasztó teret határol, azzal jellemezve, hogy az alsó anyagáram egy részét a nagynyomású fúvókák körzetéből a rotor (11) alsó részén elhelyezkedő centrifugálótérbe (55) visszavezető, külső vezetéke (63), valamint a centrifugálótérben (55) elrendezett centrifugáló egysége (90) és a centrifugálóteret (55) a szétválasztótérrel (32) összekötő közegvezető egységei vannak, ahol a külső vezeték (63) a centrifugálótérbe (55) irányított, közvetlen befecskendezésre alkalmas, összetartó fúvókával (67) van ellátva, továbbá mosó csővezetéke van, amely a külső vezeték (63) egy részén keresztülhalad és a centrifugálótérbe (55) mosófolyadékot közvetlenül fecskendezni képes, mosó fúvókában (75) végződik, ez az összetartó fúvókában (67) koncentrikusan van elrendezve, továbbá a koncentrikusan elrendezett fúvókák (67, 75) között Venturi-torkot képező gyűrűtér (81) van kiképezve, amely a külső vezetékben (63) nyomáskülönbséget növelő, egyúttal áramlásjavító, kisnyomású szakaszként van kialakítva.

8. A 7. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal jellemezve, hogy a centrifugáló egységnek (90) fedele (91) és a középső részből radiálisán kinyúló lapátjai vannak, továbbá a fedél (91) kúpos kialakítású és a lapátok (93) fölött központosán, a csúcsával lefelé, az összetartó fúvóka (67) irányába nézőén

-22van elrendezve.

9. A 7. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a centrifugáló egységnek fedele (91), valamint ehhez rögzített és ebből radiálisán kinyúló lapátjai (93) vannak, e lapátoknak (93) az alsó és külső széle a rotorhoz (11) szerelt gyűrűtárcsához (97) van rögzítve, továbbá a gyűrűtárcsának (97) lényegében hengeres alakja van, amely az alsó részén kúpos kialakítású, ennek a kúpos alsó résznek a csúcsa az összetartó fúvóka (67) felé irányul, továbbá a lapátok (93) belső alsó széle - a fedél (91) és a külső alsó szélek között - hajlított emelőfelületként (95) van kiképezve.

10. A 9. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a közegvezető egységek olyan járatokat (72) foglalnak magukban, amelyek a centrifugálótérből (55) a szétválasztótérben (32) elrendezett csövekig (71) vezetnek, ezek a csövek (71) felfelé, a fúvókák (36) irányában vannak elrendezve, így a centrifugáló egység (90) által a járatokba (72) kényszerített mosófolyadék/visszatérített alsó anyagáram-keverék a csövek (71) révén a fúvókákhoz (36) fecskendezhető.

11. A 10. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a csövekben (71) helytálló keverőelemek (80) vannak elren···· • · · · ·· ··* • · · · · · · ···· ··» ·· ·< ···

-23dezve, amelyek a mosófolyadék és a visszatérített alsó anyagáram keverését és áramlását segítő kialakításúak.

12. A 11. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a csövek (71) a fúvókák (36) szintjéhez közel helyezkednek el, de két szomszédos fúvóka (36) között úgy van minden egyes cső (71) elrendezve, hogy a szomszédos fúvókák (36) között legyen elosztva minden cső (21) anyagárama.

13. A 12. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a rotor (11) fala a fúvókák (36) lábánál bemélyedésekkel (85) van ellátva, amelyek a nehéz frakció leülepedés! helyeként szerepelnek a fúvókákon (36) történő keresztüliecskendezés előtt.

14. A 13. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy minden cső (71) egy-egy fedőelemmel (83) van ellátva a felső végén, amely a mosófolyadék/visszatérített alsó anyagáram keverékét koncentráló és a fúvókák (36) felé irányító kialakítású.

15. A 10. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal jellemezve, hogy a csövek (71) a fúvókák (36) szintjének közvetlen közelébe »

• · * ·

-24érnek, de a szomszédos fúvókák (36) között úgy vannak elrendezve, hogy minden csőből (71) kiáramló keverék meg legyen osztva a szomszédos fúvókák (36) számára.

16. A 15. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a rotor (11) fala a fúvókák (36) lábánál bemélyedésekkel (85) van ellátva, amelyek a nehézfrakció lerakódását a fúvókákon (36) való áthaladás előtt biztosító kialakításúak.

17. A 16. igénypont szerinti tárcsás-fúvókás centrifuga, azzal j ellemezve, hogy a csövek (71) egy-egy fedőelemmel (83) vannak ellátva a felső végükön, ezek a mosófolyadék/visszatérített alsó anyagáram keverékét koncentráló és a fúvókák (36) felé irányító kialakításúak.