NL8105423A - Centrifuge en werkwijze voor het behandelen van als een vloeistof stroombaar materiaal in deze centrifuge. - Google Patents

Description

5* - -___* t N,0. 30622 1

Centrifuge en werkwijze voor het behandelen van als een vloeistof stroombaar materiaal in deze centrifuge.

De uitvinding heeft betrekking op middelen en op een werkwijze voor het reduceren van vermogensverlies in centrifuges van het type met een roterende trommel waarin materiaal, dat stroombaar is als een vloeistof, een ringvormige laag vormt en onder invloed van hoge centri-5 fugaalkrachten wordt behandeld, uit welke laag dergelijk materiaal wordt afgevoerd terwijl de trommel roteert. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op midelen en op een werkwijze die kunnen worden toegepast om genoemd verlies aan vermogen te reduceren door hetzij in elk of in beide het vermogen te reduceren dat vereist is om het ma-10 teriaal, dat wordt toegevoerd aan de behandelzone in het buitenste deel van de trommel, te versnellen tot de oppervlaksnelheid van de laag, en om vermogen terug te winnen, dat aldus wordt toegepast, vanuit de kinetische energie die daardoor wordt medegedeeld aan materiaal dat treedt uit de trommel. Hoewel hiertoe niet beperkt wordt de uitvinding in het 15 bijzonder beschreven als toegpast bij centrifuges die continu afzonderlijke fracties afgeven van het materiaal dat zich afscheidt in de trommel, waarbij een transporteur wordt toegepast bij het afvoeren van tenminste een van de fracties.

Bij het toevoeren van materiaal aan de buitenste behandelzone van 20 een centrifugetrommel, die met hoge snelheid roteert om een hartlijn, moet het materiaal op bepaalde wijze worden versneld tot de snelheid van het oppervlak van de laag in de behandelzone. Het vermogen noodzakelijk om een dergelijke versnelling te bereiken wordt hierin met "hydraulisch vermogen” aangegeven ter onderscheiding van het mechanische 25 vermogen dat vereist is om de lege trommel te roteren, waarbij een koppel wordt uitgeoefend dat noodzakelijk is om afwijking en wrijvingsver-liezen te vermijden en om de transporteur aan te drijven. Indien de toevoer plaats heeft vanaf een stationaire leiding direct in de behandelzone wordt het vermogen voor een dergelijke toevoerversnelling daar-30 aan medegedeeld en wel direct door rotatie van de trommel, en wordt begeleid door hoge turbulentie en hoge gestelde eisen van hydraulisch vermogen. Verschillende toevoersysternen zijn uit de stand van de techniek bekend om een dergelijke turbulentie te vermijden, maar deze systemen hebben niet geresulteerd in een belangrijke reductie aan hydrau-35 lisch vermogen, die in vele gevallen 50% of meer kan uitmaken van de totale eisen gesteld aan het vermogen van de centrifuge.

Een dergelijke systeem past axiale toevoer toe in een coaxiale ke- 8105423 * % \ ' 2 gel in de trommel die met zijn grotere einde ligt in of nabij de behan-delzone, waarbij de toevoer het grootste deel van zijn snelheid verkrijgt door wrijvingsslip op het kegeloi>pervlak als het daarin naar buiten stroomt naar de behandelzone. Bij centrifuges van het roterende 5 schroeflijnvormige transporttype wordt het materiaal gewoonlijk vanuit een stationaire leiding in de naaf van de transporteur toegevoerd, die een kleinere diameter bezit dan de behandelzone van de trommiel en roteert in dezelfde richting met een klein verschil boven of onder de ro-tatiesnelheid van de trommel. De gedeeltelijk versnelde toevoer wordt 10 dan geleid naar de behandelzone vanaf poorten in de transportnaaf of, om turbulentie te reduceren, door pijpen of schoepen, die een stroombaan verschaffen naar de zone en de toevoer verder versnellen.

Bij dergelijke bekende systemen wordt de vereiste versnelling van de toevoer bereikt hetzij door de trommel hetzij door verdere organen 15 die om de trommelhartlijn worden geroteerd bij, of in hoofdzaak bij, de trommelsnelheid en met laag nuttig effect.

Een aantal suggesties is reeds gedaan voor het terugwinnen van vermogen vanaf de kinetische energie van het materiaal dat treedt uit de trommel, maar deze zijn niet geschikt of worden niet als voldoende 20 rendabel beschouwd voor algemene toepassing, en in de praktijk is voor een groot deel overgegaan naar het vernietigen van deze kinetische energie door het afvoeren van het materiaal direct in stationaire op-neemorganen. Dergelijke bekende voorstellen omvatten de volgende:

Het Amerikaanse octrooischrift 1.032.285 van 1912 en het Franse 25 octrooischrift 876.531 van 1942 hebben betrekking op centrifuges waarin een vloeistoffractie wordt afgevoerd door gebogen kanalen die zich in het algemeen uitstrekken vanaf de hartlijn van de trommel. Hoewel de uitvoering is bedoeld voor het terugwinnen van vermogen door kinetische energie in het afvoerende materiaal om te zetten in bruikbaar asvermo-30 gen uitgeoefend op de trommel, is de netto terugwinning van vermogen, indien aanwezig, klein, omdat extra vermogen moet worden uitgeoefend op de trommel om stroming buiten de hartlijn door de kanalen te veroorzaken. Zo beschrijft Amerikaans octrooischrift 3.791.577 van 1974 een centrifuge waarin een suspensiefractie met vaste deeltjes wordt afge-35 voerd vanuit het trommeleinde via een brede lip, die zich uitstrekt vanaf de hartlijn van de trommel, vanaf welke lip het vanaf de hartlijn van de trommel afwerpt tegen gebogen botsplaten op een afzonderlijk aangedreven rotor met een andere hartlijn. Ook hier reduceert het trom-melrotatievermogen dat moet worden toegevoegd om het materiaal vanaf de 40 trommelhartlijn te drukken op drastische wijze elke besparing aan netto 8105423 ί * 3 vermogen van de inrichting, waarvan het gestelde doel is degradatie van produkt te reduceren en niet om vermogen terug te winnen.

Amerikaans octrooischrift 3.862.714 van 1975 beschrijft een centrifuge met een kegelvormig einde voorzien van rechte schoepen, die ro-5 teren met de trommel, en die met het trommeleinde rechte doorgangen vormen die naar binnen hellen naar de hartlijn van de trommel, waardoor de vloeibare fractie stroomt naar een axiale uitlaat nabij de top van het kegelvormige deel. In dit octrooischrift is gesteld dat de vloeistof verkregen hoekmoment afgeeft aan de schoepen en in dit opzicht de 10 vermogenseisen voor het roteren van de trommel reduceert. De inrichting blijkt tijdens gebruik beperkt te zijn tot het bijzondere type centrifuge als beschreven in laatstgenoemd Amerikaans octrooischrift, welke centrifuge met de trommel vol en met een gedwongen werveling wordt bedreven.

15 Nog een ander systeem, dat vroeger is voorgesteld, berust op het spuiten van vloeistof uit gaten in de wand van de trommel, als beschreven in Amerikaans octrooischrift 2.410.313 van 1946. Behalve het op ongewenste wijze ingewikkelder maken van de konstruktie van de trommel voor wat ten hoogste vermogensterugwinning zou kunnen zijn vanaf 20 slechts een klein deel van de vloeistof, en de moeilijkheden van het dichtraken van de noodzakelijke kleine uitlaten door vaste deeltjes, heeft het systeem het nadeel dat het niet mogelijk is de stralen in de meest effectieve tangentiële richting af te voeren, en wel om praktische redenen aangegeven in laatstgenoemd Amerikaans octrooischrift.

25 Een doel van de uitvinding is het verschaffen van middelen en een werkwijze voor het reduceren van vermogensverlies in centrifuges, die effectiever zijn dan die die in de stand van de techniek zijn voorgesteld, en in het algemeen kunnen worden toegepast op centrifuges van het betreffende type.

30 Een ander doel is het verschaffen van dergelijke middelen en een werkwijze waardoor het toegevoerde materiaal tevoren kan worden versneld en kan worden toegevoerd aan de behandelzone van de trommel, in hoofdzaak tangentiëel met de rotatiebaan van het binnenoppervlak van de zone, bij een tangentiële snelheid die in hoofdzaak gelijk is aan de 35 tangentiële snelheidscomponent van het binnenoppervlak van genoemde zone, met een belangrijk gereduceerde turbulentie en met lagere vermogenseisen dan bij bekende toevoersystemen.

Een verder doel is het verschaffen van middelen en een werkwijze waardoor kinetische nergie in het behandelde materiaal dat treedt uit 40 de trommel kan worden teruggewonnen als bruikbaar vermogen op meer ef- 8105423 3 4 4 ficiënte wijze dan bij systemen voor het terugwinnen van vermogen als bekend uit de stand van de techniek.

Voor het bereiken van de bovengenoemde doeleinden wordt volgens de uitvinding een vermogensuitwisselrotor gebruikt van efficiënte uitvoe-5 ring roteerbaar aangebracht om een as, die bij voorkeur de trommelas is. De rotor is voorzien van tenminste een. kanaalorgaan voor het geleiden van de materiaalstroom daardoor vanaf een eerste einde gericht naar een materiaalbron, die een toevoerbron is in een rotor die als toevoerversneller wordt gebruikt en materiaal afvoert vanaf de behandelzone in 10 de trommel in een rotor gebruikt voor het terugwinnen van vermogen. Het kanaal is zo gevormd dat de stroomrichting van het materiaal over tenminste ongeveer 90° wordt gewijzigd als het daarin stroomt naar een af-voeruitlaat aan het andere einde en op afstand ligt vanaf de rotorhart-lijn, die kleiner is dan de maximale straal van de trommel in het ge-15 bied van de behandelzone. De rotor is zo geconstrueerd en uitgevoerd dat hij met een snelheid roteert zodanig dat de tangentiële snelheid van de kanaaleinden in hoofdzaak kleiner is dan die van de behandelzone van de trommel.

Met de rotor is een middel gecombineerd voor het leiden van de 20 overbrenging van materiaal vanaf een van de kanaaleinden en de ringvormige laag in de behandelzone van de trommel, ongeveer tangentiëel met het oppervlak van de ringvormige laag, terwijl de kinetische energie van het materiaal in hoofdzaak onveranderd wordt gehouden. De rotor gebruikt als toevoerversneller is verbonden met een krachtbron om hem te 25 roteren, die een rotor kan omvatten die gebruikt wordt voor het terugwinnen van vermogen. De rotor gebruikt voor het terugwinnen van vermogen is verbonden met een orgaan voor het afleiden van vermogen vanuit energie medegedeeld aan de rotor door het materiaal, welk middel de motoras voor de centrifuge of de trommel of een andere component kan 30 zijn die daardoor wordt aangedreven of een elektrische generator.

In elk geval wordt het nuttig effect van de rotor bij het overbrengen van energie tussen de rotor en het materiaal bij voorkeur zo hoog gemaakt als praktisch mogelijk is door het reduceren van wrij-vings- en afwijkingsverliezen, zodat tenminste ongeveer 70% en bij 35 voorkeur meer van de kinetische energie beschikbaar in de ene wordt overgebracht naar de andere. Gebruikt als een toevoerversneller, waarbij het afvoereinde van het rotorkanaal of kanalen buiten liggen, betekent een dergelijk rendement dat het toevoermateriaal vanaf de rotor wordt afgevoerd met een tangentiële snelheid van tenminste 1,4 maal de 40 snelheid van de afvoereinden, waarbij tweemaal het theoretische maximum 8105423 $ , ' 5 (geen verliezen) is. Als gevolg hiervan kan de rotor met een veel lagere omtreksnelheid worden geroteerd dan de trommel terwijl toch de toevoer wordt versneld tot een tangentiële snelheid gelijk aan of iets boven de tangentiële component van de snelheid van het materiaal op het 5 binnenoppervlak van de laag in de behandelzone van de trommel, voor overbrenging naar de zone met een zodanige tangentiële snelheid dat weinig of geen vermogensverlies optreedt tengevolge van turbulentie.

Veel vermogen wordt dus bespaard boven bekende minder efficiënte toe-voerversnellingsystemen waardoor tot een derde van het hydraulische 10 vermogen wordt bespaard dat dus vereist is voor het versnellen door conventionele systemen die toevoeren via de naaf van de transporteur van een centrifugaaltransporttype.

In het geval van de rotor gebruikt voor het terugwinnen van vermogen betekent een dergelijk rendement dat kinetische energie wordt afge-15 geven door het materiaal in een zodanige mate dat vermogen wordt medegedeeld aan de rotoras gelijk aan tenminste 70% van het vermogen beschikbaar in de kinetische energie van het materiaal, wat wordt teruggewonnen als bruikbaar vermogen door de rotor te verbinden als boven aangegeven. Dus kunnen door toepassing van vermogensuitwisselrotoren 20 met overbrengmiddelen zowel in de centrifugale toevoer als het afvoersysteem, besparingen tot 60% of meer worden bereikt van het totale hydraulische vermogen dat vroeger vereist was voor het bedrijven van de centrifuge.

Bij voorkeursuitvoeringen wijzigen de kanaalorganen de stroomrich-25 ting van het materiaal over ongeveer 180° vanaf het inlaateinde naar het uitlaateinde.

Bij een uitvoering van de rotor gebruikt als toevoerversneller is de diameter van de rotor slechts iets kleiner dan die van het binnenoppervlak van de behandelzone in de trommel, en de overbrengmiddelen voor 30 het richten van de afvoer van de rotor in de behandelingszone van de trommel is een tangentiëel gericht uitlaateinde vanaf elk kanaal van de rotor. Als gevolg van de nabijheid van deze uitlaten ten opzichte van het binnenoppervlak van de behandelzone treedt een klein snelheidsverlies bij het overbrengen op. Bij een andere dergelijke uitvoering, die 35 bij voorkeur wordt gebruikt bij centrifuges met roterende transporteurs, heeft de versnellingsrotor een kleinere diameter dan het binnenoppervlak van de behandelzone voor de trommel en is bevestigd op de transporteur om daardoor te worden geroteerd met een klein verschil ten opzichte van het aantal omwentelingen per minuut van de trommel maar 40 bij een veel lagere omtreksnelheid dan de trommel als gevolg van zijn 8105423 J <t ' 6 kleinere diameter. De overbrengmiddelen om de rotorafvoer te richten in de behandelingszone van de trommel heeft de vorm van een serie gebogen statorkanalen die het afgeefgebied van.jle rotor omgeven, het materiaal afgegeven vanaf de rotor aan een einde opnemen en dit naar buiten ge-5 leiden in de rotatierichting van de afgeefeinden geplaatst dicht nabij het binnenoppervlak van de behandelingszone van de trommel en zodanig uitgevoerd dat de.afvoer tangentiëel plaats heeft. Het vermogen vereist om de rotor aan te drijven is veel kleiner dan het vermogen vereist door de toevoerinrichtingen van de bovenbeschreven bekende stand van de 10 techniek. De statorkanalen zijn uitgevoerd om wrijvingsverliezen te reduceren. De uitvoering heeft voordelen wat betreft de eenvoud van de onderdelen als gevolg van het vermijden van een extra aandrijforgaan voor de rotor als deze is verbonden met een centrifugaaltransporteur.

In gevallen waarin het toe te voeren materiaal wordt gevoerd naar 15 een versnellingsrotor onder hoge druk, kan een dergelijke rotor deze druk benutten zowel bij het omzetten ervan tot verhoogde kinetische energie in het materiaal boven de energie die is ingebracht door rotatie van de rotor en door het benutten ervan als een roterende aandrijf-kracht op de rotor zelf, waardoor proportionele verdere redukties wor-20 den verschaft wat betreft de eisen gesteld aan hydraulisch vermogen.

Bij een voorkeursuitvoering van een rotor gebruikt voor het terugwinnen van vermogen is de rotor roteerbaar aangebracht om de trommel-hartlijn onafhankelijk van de trommel, en heeft een zodanige diameter dat de inlaateinden van de kanaalorganen van de rotor worden gedompeld 25 in de ringvormige laag materiaal in een overstroomgoot aan een einde van de trommel voor het opnemen van materiaal dat daarover stroomt vanuit de behandelzone. De overbrengmiddelen omvatten behalve de goot inlaateinden van de rotorkanaalorganen geplaatst tegengesteld aan de rotatierichting van de trommel en de laag zodat het materiaal wordt ge-30 dwongen tangentiëel daarin te stromen vanaf de materiaalring in de goot. De roterende kanaalorganen van de rotor verschaffen stroombanen met een richtingswijziging van ongeveer 180°, die de hartlijnen van de trommel in een groot deel naar de uitlaat nabij de hartlijn van de trommel naderen, waardoor kinetische energie van het materiaal dat 35 stroomt uit de trommel wordt omgezet in vermogen dat beschikbaar is vanaf de rotoras. De rotor werkt bij een lagere omtreksnelheid dan die van het laagoppervlak. De rotor is verbonden voor het direct verschaffen van vermogen aan de hoofdaandrijfas van de centrifuge, maar kan op andere wijze worden verbonden als hierboven aangegeven.

40 Bij een andere voorkeursuitvoering van de rotor gebruikt voor het 8105423 * X * 7 terugwinnen van vermogen is de rotor coaxiaal bevestigd ten opzichte van de trommel en heeft hij een belangrijk kleinere diameter dan de trommel, bij voorkeur iets kleiner dan de helft van de diameter van de trommel, zodat zijn omtreksnelheid dienovereenkomstig kleiner is dan 5 die van de trommel. De overbrengmiddelen omvatten weer een ringvormige overstroomgoot voor materiaal vanaf de behandelzone en omvatten een stator omvattende een of meer vaste overbrengorganen met een schoepvormig inlaateinde dat in hoofdzaak tangentieel kan duiken in de materi-aalring in de goot, waarbij een uitlaateinde is uitgevoerd voor het af-10 voeren van materiaal in de inlaateinden van de kanaalorganen van de rotor in hoofdzaak tangentieel met hun rotatiebaan, en een tussenliggend stroomkanaal, dat zo is uitgevoerd dat het materiaal wordt geleid naar de uitlaat van het overbrengorgaan in een baan met lage wrijving, waarbij het materiaal zijn kinetische energie en zijn snelheid in hoofdzaak 15 onveranderd behoudt (slechts kleine wrijvingsverliezen). De kanaalorganen verschaffen halfcirkelvormige concave delen in een einde waarvan het materiaal wordt gericht en vanaf het andere einde waarvan het wordt afgevoerd. De energie beschikbaar vanaf de rotor is ongeveer die die vereist is om het materiaal te versnellen tot de snelheid van het laag-20 oppervlak.

Hoewel het mechanisme voor het terugwinnen van vermogen van beide uitvoeringen aanwezig kan zijn in de trommel, waarbij de rotor of de stator direct in de vloeistoflaag in de behandelzone duikt, heeft een uitwendige plaatsing mogelijk gemaakt door de goot de voorkeur om tur-25 bulentie in de laag te vermijden en om een gemakkelijke toegankelijkheid te verkrijgen. Het heeft de voorkeur waarmogelijk twee rotors te gebruiken, een voor het versnellen van de toevoer en de andere voor het terugwinnen van vermogen.

Aan de hand van een tekening, waarin uitvoeringsvoorbeelden zijn 30 weergegeven, wordt de uitvinding hierna nader beschreven.

De figuren 1A-D zijn schema's die in principe de rotorwerking voor vermogensuitwisseling in overeenstemming met de uitvinding weergeven.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht van een centrifugesysteem volgens de uitvinding.

35 Figuur 3s toont een doorsnede in het algemeen over de lijn III-III

in figuur 2 en toont verdere details van de centrifuge volgens figuur 2.

Figuur 4 toont schematisch over de lijn IV-IV in figuur 2 aspecten van de aandrijfinrichting voor de centrifugetrommel.

40 Figuur 5 toont schematisch over de lijn V-V in figuur 2 details 8105423 ' 8 van de aandrijfinrichting voor de toevoerversneller met vermogensuitwisseling.

Figuur 6 toont een doorsnede over de lijn VI-VI in figuur 3.

Figuur 7 toont een doorsnede over de lijn VII-VII in figuur 6.

5 Figuur 8 toont schematisch de werking van het rotorsysteem voor het versnellen van de toevoer bij vermogensuitwisseling, toegepast bij de centrifuge weergegeven in de figuren 2 en 3.

Figuur 9 toont schematisch een aanzicht over de lijn IX-IX in figuur 2 en toont de aandrijfinrichting voor het systeem voor het terug-10 winnen van vermogen toegepast bij de centrifuge weergegeven in de figuren 2 en 3.

Figuur 10 toont een doorsnede in het algemeen over de lijn X-X in figuur 3.

Figuur 11 toont een doorsnede over de lijn XI-XI in figuur 10.

15 Figuur 12 toont een doorsnede van een rotorkanaalsamenstel over de lijn XII-XII in figuur 11.

Figuur 13 toont schematisch, overeenkomstig figuur 8, de werking van de inrichting voor het terugwinnen van vermogen toegepast bij de centrifuge weergegeven in de figuren 2 en 3.

20 Figuur 14 toont een doorsnede, overeenkomstig figuur 6, van een ander versnellingsysteem voor de toevoer geschikt voor toepassing bij een centrifuge van het type weergegeven in de figuren 2 en 3.

Figuur 15 toont een doorsnede over de lijn XV-XV in figuur 14.

Figuur 16 toont schematisch de werking van de inrichting voor het 25 versnellen van de toevoer met vermogensuitwisseling als weergegeven in de figuren 14 en 15.

Figuur 17 toont een doorsnede overeenkomstig figuur 10 van een andere uitvoering van een systeem voor het terugwinnen van vermogen.

Figuur 18 toont een doorsnede over de lijn XVIII-XVIII in figuur 30 17.

Figuur 19 toont een aanzicht over de lijn XIX-XIX in figuur 17, waarbij bepaalde details van de steun van het afstrijkkanaal zijn weergegeven.

Figuur 20 toont schematisch de werking van het systeem met terug-35 winning van vermogen als weergegeven in de figuren 17 en 18.

Figuur 21 toont schematisch een doorsnede over de lijn XXI-XXI in figuur 20.

In de figuren IA en B is in principe en op geïdealiseerde wijze aangegeven hoe vermogensuitwisseling plaats heeft bij rotoren gebruikt 40 volgens de uitvinding, en wel vanaf de rotor naar het materiaal in de 8105423 i .

t . ‘ 9 rotors gebruikt als toevoerversnellers (figuur IA), en vanaf het materiaal naar de rotor in rotors gebruikt voor het terugwinnen van vermogen (figuur 1B). In het schema volgens figuur IA is het kanaalorgaan FA (van half cirkelvormige vorm en buigend over 180°) van de toevoerver-5 sneller aangebracht op de toevoerversnellende rotor die linksom wordt geroteerd om een vertikale hartlijn achter de tekening met een kanaal-snelheid Vq als aangedreven door een uitwendige vermogensbron; en in het schema volgens figuur 1B is het kanaalorgaan PR (van overeenkomstige vorm) van de vermogensterugwinning aangebracht op een rotor voor het 10 terugwinnen van vermogen, die roteert in dezelfde richting om een vertikale hartlijn achter de tekening voor het verschaffen van dezelfde kanaalsnelheid Vq.

In figuur IA is de voorzijde van het kanaal FA concaaf en wordt toevoermateriaal M toegevoerd bij een veronderstelde snelheid nul (V$f 15 = 0) naar het inlaateinde van het kanaal FA. Omdat het kanaal zelf be weegt met de snelheid Vq en het materiaal stationair is (bij de inlaat) is de snelheid van het materiaal ten opzichte van het kanaal gelijk en tegengesteld aan Vq of Vjg> = -Vq. De grootte, maar niet de richting van deze relatieve snelheid wordt gehandhaafd tot het einde 20 van het kanaal. Omdat het kanaal de richting van de relatieve snelheid omkeert wordt de snelheid aan het einde gegeven door V^ = V^, +

Vq » 2 Vq. Met de kanaaluitlaat geplaatst direct nabij het oppervlak van de laag van de centrifuge, is de kanaalsnelheid Vq de helft van de snelheid (Vp) van het laagoppervlak.

25 Omgekeerd als aangegeven in figuur 1B is de achterzijde van het rotorkanaalorgaan PR voor terugwinning van vermogen concaaf en materiaal M vanaf het laagoppervlak wordt tangentiaal toegevoerd aan het inlaateinde van het kanaal PR in hoofdzaak met de snelheid van het laagoppervlak van de centrifuge (een dergelijke snelheid is aangegeven met 30 de vector Vp). Het kanaal PR wordt aangedreven met een snelheid gelijk aan de helft van Vp, hetzij door de vermogensuitwisseling of door een inrichting waarin de rotor vermogen terugvoert aan de centrifuge. In dit geval wordt de relatieve snelheid van het materiaal dat de rotor binnentreedt gegeven door VMR + Vq = Vy, en omdat Vq = 35 Vp/2 = Vj(/2, is de relatieve snelheid is ook Vp/2. Ook hier keert de wijziging over 180° in de richting van de relatieve snelheid het teken van VMR om, maar de grootte ervan blijft ongewijzigd zodat nabij de uitgang vanaf de rotor de absolute snelheid van het materiaal gelijk is aan nul -V^ + Vq = 0.

40 Omdat de rotorhartlijn A van de rotatie loodrecht staat op de te- 8105423 Λ ί ίο kening als aangegeven In de figuren 1C en 1D, verschillen de werkelijke snelheden van de kanaaleinden in verhouding tot hun relatieve afstanden vanaf de rotorhartlijn A, dat wil zeggen V’^ is kleiner dan V'Cq in kanaal FA’, en V'^ is groter dan V'^Q in kanaal 5 PR'. In dit geval is de grootte van de relatieve snelheid proportioneel • met de straal waarop de snelheid is gemeten.

Als de vermogensuitwisselsystemen weergegeven in de figuren 1A-D 100% efficiënt waren, zou de rotor voor het terugwinnen van vermogen kunnen worden gekoppeld met de aandrijving van de rotor voor het ver-10 snellen van de toevoer, waarbij beide roteren met de helft van de hoek-snelheid van de centrifugetrommel, en geen uitwendige vermogensbron aanwezig is. Er moet stroming plaats hebben door de rotor in een richting loodrecht op de beweging van een kanaal. Om deze reden is de te-rugkeerhoek van het kanaal gewoonlijk iets kleiner dan 180°. De moge-15 lijkheid is ook verschaft voor het effect van de wrijving tussen het materiaal en de richtwanden en de afwijking in de rotoren, waarbij deze tot de gewenste mate worden gereduceerd en tenminste het rendement van de vermogensuitwisseling van de rotoren wordt gebracht naar het gebied van 70% of meer. Het resultaat van een dergelijke mogelijkheid is dat 20 de snelheid van de kanalen aan de uitlaat vanaf de versneller meer dan de helft wordt van de gewenste afgeefsnelheid. In tegenstelling hiermede is de inlaatsnelheid van de kanalen voor het terugwinnen van vermogen iets minder dan de helft van de snelheid van de laag. De vorm van de kanalen, en de grootte van de hoek, de diameters van de rotoren en 25 de waarden van de snelheid in het kanaal houden onderling verband en kunnen worden gevarieerd als dit geschikt is bij bepaalde toepassingen.

Een versnellingsrotorkanaal met de vorm als aangenomen voor de figuren IA of C is bij voorkeur zo uitgevoerd dat hij roteert met een 30 topsnelheid van meer dan de helft van de omtreksnelheid van de centrifugetrommel zoals vereist om verliezen te compenseren en om de materi-aalafvoersnelheid tenminste gelijk te maken aan de snélheid van het laagoppervlak in de behandelingszone in de trommel, en hoger, indién noodzakelijk, om snelheidsverliezen bij het overbrengen van materiaal 35 vanaf de rotor naar de behandelingszone te compenseren. Op overeenkomstige wijze is een rotorkanaal voor het terugwinnen van vermogen met de vorm als aangenomen in de figuren IB of D bij voorkeur uitgevoerd voor rotatie met een topsnelheid van minder dan de helft van de omtreksnelheid van de centrifugetrommel. Enig uitwendig vermogen is dus noodzake-40 lijk om de rotor voor het versnellen van de toevoer te roteren zelfs 8105423 « 11 « k als hij wordt gebruikt in combinatie met een rotor voor het terugwinnen van vermogen.

Hierna wordt in de eerste plaats figuur 2 besproken die in gedeeltelijk weggebroken bovenaanzicht een centrifuge toont van het afschei-5 dingstype vastestof-vloeistof met transporteur, samen met motor- en aandrijverbindingen, waarin een uitvoering van een vermogensuitwissel-rotor en overbrengmiddelen zijn toegepast die werken als een versnel-lingsysteem voor toevoermateriaal en een andere vorm van een dergelijk samenstel dat werkt om vermogen terug te winnen uit het afgevoerde ma-10 teriaal en om dit vermogen terug te voeren naar de aandrijfmotoras, als meer in detail beschreven in de figuren 3 tot 13.

Als weergegeven in de figuren 2 en 3 bezit de centrifuge, in het algemeen aangegeven met 10, een huis 12, waarin de centrifugetrommel 14 is aangebracht roteerbaar om de centrifuge-as 16. De trommel 14 heeft 15 een lengte van ongeveer 140 cm en omvat een cylindrisch deel 18 dat een inwendige diameter bezit van ongeveer 61 cm en een lengte van ongeveer 95 cm, en een kegelvormig deel 20 dat een lengte heeft van ongeveer 29 cm en taps toeloopt onder een hoek van 10° met de centrifuge-as 16. Het bouten is op de trommelflens 22 een eindtrommelkop 24 voor vloeistof 20 aangebracht die vier vloeistofafgeefopeningen 26 bezit en een integraal asdeel 30 en een integraal legerhuis 32. De omtreksgoot 28 is met bouten bevestigd op en roteert met de trommelkop 24. Op de flens 34 is met bouten aan het tegenover liggende einde van de trommel 14 een eindtrommelkop 16 voor vaste materialen bevestigd, die openingen 38 bezit waar-25 door vaste materialen worden afgegeven en een integraal asdeel 40 en een integraal legerhuis 42. Het cylindrische schot 44 is ook met bouten bevestigd op en roteert met de trommel 14. Het huis 12 bezit eindplaten 46, die handgatdeksels 47 dragen en schotten 48, die samenwerken met de overeenkomstige flenzen 49 op de trommel 14.

30 In de trommel 14 is voor rotatie om de centrifuge-as 16 een trans porteur 50 aangebracht die een cylindrische naaf 52 omvat met een buitendiameter van ongeveer 36 cm en naar buiten gerichte schroeflijnvormige vinnen 44, die axiaal op een afstand van 11 cm van elkaar liggen gemeten op de centers in een uitvoering met dubbele gang. De transport-35 schoepen 54 hebben een eerste cylindrisch deel 56 dat samenwerkt met het cylindrische trommeldeel 18, een eerste afgeknot kegelvormig deel 58 dat taps toeloopt onder een hoek van 10° over een lengte van ongeveer 29 cm en samenwerkt met het trommeldeel 20; en een tweede afgeknot kegelvormig deel 60 dat taps toeloopt onder een hoek van 3° en zich 40 uitstrekt over de flens 34 in de trommelkop 36. Integraal met de naaf 8105423 12 52 is een toevoerversnellingskamer 70 gevormd, die een zijwand 72 bezit geplaatst op de verbinding tussen de transportdelen 56 en 58, waarbij de zijwand 74 op afstand ligt van de wand 72 zodat hun binnenoppervlak-ken 11 cm uit elkaar liggen, en een cylindrische wand 76, die een bin-5 nendiameter heeft van ongeveer 51 cm op het buitenoppervlak waarvan transportschoepen 54a zijn bevestigd. De transporteurnaaf 52 heeft een inwendige flens 80 waarop een holle transportas 82 met bouten is bevestigd, welke as roteerbaar wordt ondersteund in het legerhuis 32 door het leger- en afdichtsamenstel 84; en met de overeenkomstige transport-10 naafflens 86 is een tweede transportas 90 bevestigd, die roteerbaar wordt ondersteund door het leger- en afdichtsamenstel 92 in het legerhuis 42.

Als aangegeven in figuur 2 worden de trommelassen 30 en 40 roteerbaar om de centrifugehartlijn 16 ondersteund door rollegersamenstellen 15 in de kussenblokondersteuningen 100, 102, die zijn bevestigd op de ba-siskonstruktie 104. Op dezelfde basiskonstruktie 104 als de legeronder-steuningen 100, 102 is een aandrijfmotor 106 van 73,5 kW aangebracht, die de aandrijfas 108 roteert die roteerbaar is ondersteund door leger-samenstelling in de legerblokken 110, 112. De aandrijfschijf 114 is ge-20 koppeld met en wordt aangedreven door de motoras 108 en het aandrijvende vermogen wordt overgebracht via 6 V riemen 116 naar de aangedreven schijf 118, die is bevestigd op de as 30 van de trommel. Als weergegeven in figuur 4 worden de riemen 116 gespannen door een meelooprol 120, die roteerbaar is aangebracht op het einde van de arm 122, welke arm 25 122 op zijn beurt is bevestigd op de scharnieras 124. De aandrijfschijf 114 wordt aangedreven met een snelheid van 1750 omwentelingen per minuut door de aandrijfas 108. De aangedreven schijf 118 heeft de helft van de steekdiameter van de schijf 114 en wordt dus aangedreven met een snelheid van 3500 omwentelingen per minuut door de motor 106. De as 40 30 aan het andere einde van de trommel 14 strekt zich uit door de legeron-dersteuning 102 (figuur 2) en is bevestigd op het huis van de tandwielkast 130 voor het wijzigen van de snelheid, waarvan het tandwielstel (niet weergegeven) via een spieverbinding is verbonden met de transportas 90, in de as 40 om de transportnaaf 52 en zijn schoepen 54 in 35 dezelfde richting te roteren als de trommel 14 met een klein verschil in omwentelingen per minuut ten opzichte van de snelheid van de trommel, in dit geval een iets lager aantal omwentelingen per minuut. Een afschuifpenas 134, bevestigd op een rondsel in de tandwielkast 130 en aan het andere einde op de vaste ondersteuning 136, dient om het rond-40 sel in de tandwielkast 130 tegen rotatie vast te houden, en verschaft 8105423 % * 13 een bescherming tegen overbelasting.

De toevoerleiding 140 (figuur 3) wordt in de transportas 82 roteerbaar om de centrifugehartlijn 16 ondersteund door legers in een buitenliggend hulpondersteuningsamenstel 142 (figuur 2) en aan het an-5 dere einde door een kogelleger en afdichtsamenstel in het legerhuis 144, dat is bevestigd op de wand 74 van de toevoerversnelingskamer 70. In aandrijvend verband is op de toevoerleiding 140 een getand rondsel 146 aangebracht, dat positief wordt aangedreven door de tijdriem 148 en het van tanden voorziene aandrijfrondsel 150, dat is bevestigd op de 10 aandrijfas 108. Als weergegeven in figuur 5 omvat een inrichting voor het spannen van de riem, overeenkomstig de spaninrichting voor de hoofdaandrijfriem als weergegeven in figuur 4, een meeloopwiel 152 dat roteerbaar wordt ondersteund door de arm 154, die op zijn beurt scharnierend beweegbaar is aangebracht op de as 156 en in de riemspannende 15 stand (als weergegeven met een stippellijn) is bevestigd door een gren-delmoer 158. De relatieve steekdiameters van de rondsels 146 en 150 zijn zodanig gekozen dat de toevoerleiding 140 met een snelheid van 2490 omwentelingen per minuut wordt aangedreven.

Als weergegeven in figuur 2 is de koppeling 160 aan het einde van 20 de toevoerleiding 140 uitgevoerd voor het verbinden ervan met de toevoerleiding (niet weergegeven) voor toegevoerd materiaal. De koppeling 160 verschaft een stroomkanaal dat naar binnen taps toeloopt naar de centrifuge 10 en de roterende toevoerleiding 140 heeft een samenwerkend vergroot deel aan zijn inlaateinde dat een stroomverbinding verschaft 25 met de vaste koppeling 160. De te behandelen toevoerstroom, een mengsel van de vaste deeltjes en vloeistof, wordt in de vorm van een emulsie afgegeven en stroomt door de toevoerleiding 140 naar de versnellingska-mer 70.

Verdere details van het versnellingsysteem voor de toevoer blijken 30 uit de figuren 6 en 7. Als boven aangegeven liggen de tegenover elkaar liggende vlakken.van de wanden 72 en 74 van de toevoerversnellingskamer 60 op een afstand van 11,4 cm van elkaar en heeft het ringvormige oppervlak 170 een binnendiameter van ongeveer 51 cm. In de wand 72 is een omtreksreeks van 18 poorten 172 gevormd, waarbij elke poort een diame-35 ter heeft van 3,8 cm en tangentiaal is geplaatst met het oppervlak 170. Een overeenkomstige omtreksreeks van 18 poorten 174 is aangebracht in de wand 74 van de versnellingskamer.

In de wand 74 van de versnellingskamer is een opening 176 gevormd, waarin de flens 178 van het legerhuis 144 met bouten is bevestigd. In 40 het legerhuis 144 is een kogellegersamenstel 180 geplaatst dat de toe- 8105423

* W

14 voerleiding 140 roteerbaar ondersteunt. De grendelmoer 182 en het af-standstuk 184 brengen het legersamenstel 180 tegen de schouder 186 van de toevoerleiding. De legerkap 188 is met bouten bevestigd op het einde van het legerhuis 144 en ringvormige afdichtelementen 190, 192, 194 5 dichten de einden van het legerhuis af.

Op de flens 196 van de toevoerleiding 140 is (met bouten 198, figuur 7) een rotorsamenstel 200 voor het versnellen van de toevoer van de uitwisseling van energie aangebracht welk samenstel een ringvormige basisplaat 202 omvat met een buitendiameter van ongeveer 48 cm zodat 10 zijn omtreksoppervlak 204 op een afstand van ongeveer 1,3 cm ligt vanaf het oppervlak 170 van de versnellingskamer. De basisplaat 202 bezit een naafdeel 206, dat de intreepoort 208 en het keeloppervlak 210 bepaalt. Een reeks van vier opstaande half cirkelvormige versnellingsschoepen 212 is gelast op de basisplaat 202, waarbij elk van de schoepen een in-15 gangsrand 214 bezit die overgaat in het oppervlak 210, een afgeefrand 216 op de omtrek 204 van de rotorschijf 202, en een geleidelijk gebogen oppervlak 218, dat zich uitsatrekt langs een straal van 10 cm over een hoekdeel van ongeveer 150°. Een plaat 220 is geplaatst op en gelast aan de binnenste delen van de schoepen 212 welke plaat een buitendiameter 20 heeft van 20 cm, zodanig dat een ringvormig schoepinlaatkanaal met een breedte van ongeveer 3,8 cm wordt begrensd door evenwijdige oppervlakken van de basisschijf 202 en de plaat 220. Over elke schoep 212 buiten de plaat 220 is een afdekking 222 aanwezig die helt onder een hoek van ongeveer 10° zodat een afvoerdeel van ongeveer 1,3 cm breedte wordt 25 verschaft. Met de plaat 220 is door middel van bouten 230 een dekselor-gaan 232 bevestigd dat een kegelvormig aflei-oppervlak 234 bezit in tegengestelde richting met de ingangspoort 208 van de versnellingsrotor voor het afleiden van het materiaal toegevoerd vanaf de toevoerleiding 140 radiaal naar buiten in het inlaatkanaaldeel van de schoepen 212.

30 Tijdens de werking als boven beschreven wordt de trommel 14 met een rotatiesnelheid van 3500 omwentelingen per minuut aangedreven en emulsie in de trommel vormt een ringvormige laag 240 tegen het binnen-oppervlak van de trommel 14 met een laagoppervlak aangegeven door de lijn 242, die een binnenste oppervlak van de behandelzone van de trom-35 mei bepaalt. Zoals gebruikelijk bij centrifuges van dit type veroorzaakt verschillende rotatie van de centrifugetrommel 14 en de transporteur 50 dat de transportschoepen 54 continu de neergeslagen vaste deeltjes voortbeweegt naar de trommel vanuit het daaraan toegevoerde materiaal, naar en vanaf het linker einde van de trommel met geredu-40 ceerde diameter door openingen 38 in de trommelkop 36 in het afgeefcom- 8105423 ï.

% • 15 partiment 236 en het huis 12, terwijl de vloeistof stroomt door poorten 26 in de trommelkop 24 en in de goot 28 in het afgeefcompartimènt 238 aan het andere einde van het huis 12.

De centrifuge is zo uitgevoerd dat de buitenwand 76 van de ver-5 snellingskamer 70 onder het oppervlak 242 van de laag 240 ligt en roteert met in hoofdzaak dezelfde hoeksnelheid als de laag (schematisch aangegeven met de pijl 244 in figuur 8). De versnellingsrotor 200 voor de toevoer wordt positief aangedreven met een snelheid van 2490 omwentelingen per minuut (pijl 246) via de aandrijfschijf 146 en de toevoer-10 leiding 140, en de emulsie toegevoerd vanaf de toevoerleiding 140 stroomt radiaal naar buiten in de ringvormige rotoringang tussen de platen 202 en 220. De toevoeremulsie wordt versneld door de kanaalorga-nen gevormd door de schoepen 212, de platen 202 en 222, langs de schoepoppervlakken 218 en verkrijgt een toenemende snelheid als het 15 stroomt langs de schoepoppervlakken 218 naar de schoeptoppen 216. De kamer 70 van de toevoerversnellingsrotor 200 voorkomt het pompen van het grote volume lucht in de trommel zoals de rotor 200 anders zou trachten te veroorzaken, en brengt verstoringen van de laag en het beluchten van het uitstromende materiaal tot een minimum terug en ver-20 hoogt aldus het rendement van de vermogensuitwisseling.

Als aangegeven in het schema volgens figuur 8 zijn de schoeptoppen 216 zo gevormd dat de versnelde emulsie in hoofdzaak tangentiaal met een rotatiebaan en met de rotatiebaan van het laagoppervlak 242 wordt afgevoerd met een snelheid (pijlen 248) die in hoofdzaak gelijk is aan 25 de snelheid van het laagoppervlak 242 om de hartlijn van de trommel 16 voor een geleidelijke tangentiële integratie in de laag 240 met een minimum aan turbulentie. De schoeptoppen dienen dus om de emulsie tussen de rotor en de laag in hoofdzaak tangentieel met beide over te brengen. Materiaal in de laag 240 in de kamer 70 stroomt axiaal door de 30 poorten 172, 174 in de trommel 14 voor behandeling door hoge centrifugale krachten waarbij vaste deeltjes axiaal worden getransporteerd door de laag 240 naar het schot 44 door de transporteur 50.

Zoals blijkt uit de figuren 2 en 3 is in de kamer 238 een vermo-gensterugwinningssysteem aanwezig dat een rotorsamenstel 250 omvat voor 35 het terugwinnen van vermogen. Het rotorsamenstel 250 wordt roteerbaar ondersteund door de trommelas 30 via het legersamenstel 252 en omvat een asdeel 254 waarmede een getand rondsel 256 door middel van bouten is verbonden. Als weergegeven in figuur 2 is de schijf 256 verbonden door de tijdriem 258 met de schijf 260 die is aangebracht op de aan-40 drijfas 108 van de motor. Als weergegeven in figuur 9 omvat een band- 8105423 > » 16 spansysteem, overeenkomstig de bandspaninrichting voor de hoofdaan-drijfriem als weergegeven in figuur 4, een meelooprol 262 die roteerbaar wordt ondersteund op de arm 264, die op zijn beurt scharnierend beweegbaar is aangebracht op de as 266 en in de bandspanstand is ge-5 borgd (als aangegeven met de stippellijn) door een grendelmoer 268. De relatieve steekdiameters van de schijven 256 en 260 zijn zodanig gekozen dat de rotor 50 voor het terugwinnen van vermogen met een snelheid van 1586 omwentelingen per minuut wordt aangedrëven.

Verdere details van het rotorsamenstel voor het terugwinnen van 10 vermogen worden beschreven aan de hand van de figuren 10 en 11. Het le-gersamenstel 252 omvat twee legereenheden 272, 274, die in de rotoras 254 zijn ’aangebracht. Afdichtingen 276 en 278 en het deksel 280 sluiten het uiteinde van het legersamenstel en dichten dit af; afdichtingen 282, 284 en deksel 286 omvatten en dichten het binneneinde van het le-15 gersamenstel nabij de kogellegereenheid 272 af. Door de as 254 en roterend daarmede is een bus 288 aangebracht en op de eindwand 46 van het huis 12 is een schotring 290 aangebracht, die een afdichtorgaan 292 draagt dat samenwerkt met de bus 288.

Het rotorsamenstel 250 voor het terugwinnen van vermogen omvat een 20 radiaal geplaatste schijf 294 die zich uitstrekt in het laagoppervlak tussen het vloeistofeinde van de trommelkop 24 en de goot 28. De schijf 294 heeft een diameter van 48 cm en een randdeel 296 waarin vier zich radiaal uitstrekkende uitsparingen 298 zijn gevormd. Een rotorkanaalsa-menstel 300 is in elk van de uitsparingen bevestigd door middel van een 25 bout 302. Elk samenstel 300 omvat een basisplaat 304 waarop door lassen een buisvormig afvoerkanaal 306 is bevestigd, dat een cylindrische ingangspoort 308 bezit geplaatst loodrecht op het oppervlak 242 van de laag 240 en een afvoerpoort 310 die is geplaatst in een vlak loodrecht op de ingangspoort 308. Elk afvoerkanaal 306 heeft een diameter van on-30 geveer 2,5 cm en een radiale lengte van ongeveer 10 cm en als weergegeven in de figuren 11 en 12 strekt het zich uit vanaf de ingangspoort 308 door een eerste draaigebied 312 van 90° en een tweede draaigebied van 90° 314 naar de afvoerpoort 310 die voor afvoer is geplaatst onder een hoek van ongeveer 45° met de centrifugehartlijn 16. De radiale 35 plaats van elke ingangspoort 308 is instelbaar en elke poort 308 is zo geplaatst dat hij gedeeltelijk is ondergedompeld in de laag 240 als aangegeven in de figuren 10, 11 en 13.

Tijdens de werking wordt de rotor 250 voor het terugwinnen van vermogen aangedreven met een meeloopsnelheid van 1586 omwentelingen per 40 minuut, door de tijdriem 258, zodat de tangentiele snelheid van de ro- 8105423 / 17 torinlaten 308 ongeveer 45% van de tangentiele snelheid van het laagop-pervlak 242 is. Als weergegeven in figuur 13 strijken de inlaatpoorten 308 vloeistof in hoofdzaak tangentieel vanaf het laagoppervlak 242, welke vloeistof radiaal stroomt in de kanaalorganen 306 (als aangegeven 5 met de pijlen 316) waarbij energie wordt overgebracht naar de rotor 250 voor het terugwinnen van vermogen (als boven beschreven in verhand met de figuren 1B en 1D) en dit vermogen wordt teruggevoerd via de schijf 256 van het rotorsamenstel en de aandrijfriem 258 naar het aandrijfsysteem voor de rotoras 108. De afgestreken vloeistof stroomt vanaf de 10 poorten 310 in het verzamelcompartiment 238 voor afvoer vanaf de bodem van het huis 12 door pijpverbindingen (niet weergegeven).

Een ander systeem voor het versnellen van de toevoer geschikt voor toepassing bij een centrifuge van het type weergegeven in de figuren 2 en 3 is weergegeven in de figuren 14 en 15. De kamer 70’ voor het ver-15 snellen van de toevoer heeft gelijke tegenover elkaar liggende zich radiaal uitstrekkende wanden 72', 74’ en een ringvormig oppervlak 170* dat een binnendiameter bezit van ongeveer 51 cm. Een omtreksreeks af-voerpoorten 172’, 174' is gevormd in elke kamerwand. Het legerhuis 144' is bevestigd op de flens 320 van de transportnaaf en omvat het kogelle-20 gersamenstel 180' en daarbij behorende afdichtingen. De toevoerleiding 140', die bij deze uitvoering stationair is, heeft een flens 196’ waaraan met bouten het statorsamenstel 322 voor het versnellen van de toevoer is bevestigd, welk samenstel een ringvormige basisplaat 324 omvat met een omtreksoppervlak 326, dat op een afstand ligt van ongeveer 1,3 25 cm vanaf het oppervlak 170' van de versnellingskamer. Op de basisplaat 324 is een reeks van 16 statorschoepen 330 en een omsluitende schijf 332 gelast.

Op de wand 72' van de versnellingskamer is door middel van bouten een rotorsamenstel 340 voor het versnellen van de toevoer aangebracht 30 omvattende een basisschijf 342 met een één geheel ermee vormende aflei-kegel 234*. Opstaand vanaf de basisschijf 342 zijn twee versnellings-schoepen 344 aanwezig, waarvan elk een ingangsrand 346 bezit die overgaat in het inlaatoppervlak 210’, een afvoerrand 348 op de omtrek van de rotorschijf 342, en een geleidelijk gebogen oppervlak 350, dat zich 35 over een hoekvlak van ongeveer 150° uitstrekt. De plaat 352 is door lassen verbonden met de bovenranden van de schoepen 344 en strekt zich evenwijdig met het oppervlak van de schijf 342 uit voor het verschaffen met de schoepen 344 van gesloten kanaalorganen op de rotor. Elke sta-torschoep 330 heeft een inlaatrand 344 op de binnenomtrek van de sta-40 tor, een afgeefrand 356 op de buitenomtrek van de stator, en een gelei- 8105423 ' V · 18 delijk gebogen oppervlak 358, als een uitbreiding van rotorsehoepen 344 dat zich over een hoek uitstrekt van ongeveer 90°.

De werking van deze de toevoer versnellende inrichting komt overeen met de toevoerversneller weergegeven in de figuren 6 en 7. De trom-5 mei 14' wordt roterend aangedreven met 3500 omwentelingen per minuut.

De emulsie, die moet worden afgescheiden, wordt toegevoerd aan de niet roterende toevoerleiding 140', door het ingangskanaal 210’ om radiaal naar buiten te worden afgeleid door oppervlak 234* in de schoepen van de versnellingsrotor 340. Omdat de rotor 340 is bevestigd op de trans-10 portnaaf 52 roteert hij in dezelfde richting en met in hoofdzaak dezelfde snelheid als de trommel 14 (ongeveer 3490 omwentelingen per minuut) als aangegeven met de pijl 360 (figuur 16). De toevoersuspensie wordt versneld door schoepen 344 om de krommingshartlijn van de schoepen tot een hogere snelheid (als aangegeven met de vectoren 362), dan 15 de omtreksnelheid van de rotor en wordt afgevoerd om de kanalen te doorstromen tussen de statorschoepen 330 en te worden afgevoerd vanaf de statorschoeptoppen 356 in hoofdzaak tangentieel met het laagopper-vlak 242’ (als aangegeven bij 364). De diameter van de versnellingsrotor 340 en de vorm van zijn schoepen 344 zijn proportioneel met de ro-20 tatiesnelheid van de transporteur waarop hij is bevestigd zodat de af-voersnelheid van de emulsie vanaf de rotor in hoofdzak gelijk is aan de snelheid van de behandelzone bepaalt door het laagoppervlak 242', of bij voorkeur hoger dan de snelheid van het laagoppervlak in voldoende mate om wrijvingsverliezen in de stator op te heffen. De emulsie treedt 25 dus in het oppervlak 242’ in hoofdzaak in tangentiale richting, en bij dezelfde snelheid en gaat geleidelijk over in de laag 240* met minimale turbulentie, als schematisch aangegeven met de pijlen 364 in figuur 16. Het besparen van vermogen heeft in de rotor plaats als gevolg van de versnelling van de emulsie en de afvoer daarvan in hoofdzaak tangenti-30 eel met en bij een snelheid gelijk aan de snelheid van het laagoppervlak.

In de figuren 17 en 18 is een andere uitvoering van een systeem weergegeven voor het terugwinnen van vermogen welke inrichting kan worden geplaatst aan het vloeistofeinde van de centrifugetrommel 14 ". Dit 35 systeem voor het terugwinnen van vermogen omvat een afstrijkleiding 370 die op de eindwand 46" van het huis 12’ is bevestigd door een bevesti-gingsarm 372. De afstrijkleiding 370 bezit een ingangspoort 374 geplaatst loodrecht op het laagoppervlak 242’1 en een afvoerpoort 376. De inlaathartlijn 378 van het afstrijkorgaan 370 staat tangentiaal op het 40 oppervlak 242" van de laag 240 en zijn afgeefhartlijn 380 is geplaatst 8105423 v 19 onder een hoek van ongeveer 135° met de inlaathartlijn 378. Als aangegeven in figuur 19 bezit de eindwand 46” sleuven 382 (evenwijdig met de afvoerhartlijn 380), waarin bouten van de bevestigingsarm 372 van het afstrijkorgaan 370 zijn bevestigd door moeren 384, op zodanige 5 wijze dat de leiding 370 instelbaar is langs een baan evenwijzig met de afvoerhartlijn 380, wat de plaatsing mogelijk maakt van de inlaatpoort 374 ten opzichte van het oppervlak van de laag 240” die moet worden ingesteld tussen een minimale laagdikte 242A van ongeveer 2,5 cm en een maximale laagdikte 242B van ongeveer 6 cm.

10 De rotor 390 voor het terugwinnen van vermogen is bevestigd op de trommelas 30’1 om daarmede te roteren en omvat een naaf 392, waarop een reeks van 12 zich radiaal uitstrekkende emmerschoepen 394 is aangebracht. Elke emmerschoep' heeft een hoekoppervlak van ongeveer 170° als aangegeven in figuur 21, en is omgeven door en geplaatst relatief op de 15 vloeistof afvoerhartlijn 380 van het afstrijkorgaan 370 zodat de stroom laag 396 vloeistof afgestreken door de leiding 370 botst op het binnenste deel 398 van elke emmerschoep 394, in hoofdzaak tangentieel met zijn rotatiebaan, en stroomt over de schoep voor afgifte vanaf de buitenrand 400, langs banen die in het algemeen zijn aangegeven met de 20 pijl 402, in een richting buiten de goot 28” in de verzamelruimte 238.

Bij deze inrichting voor het terugwinnen van vermogen wordt vloeistof vanaf het laagoppervlak 242” radiaal naar binnen gericht door het afstrijkorgaan 370 en komt in aanraking met emmerschoepen 394 die zijn 25 bevestigd op de trommel 14”, waarbij de botsing energie overbrengt om de centrifugetrommel 14’’ direct aan te drijven en dus wordt vermogen teruggewonnen vanuit de vloeistrof die is af gegeven uit de laag 240”.

De diameter van de cirkelvormige omwentelingsbaan van de einden van de schoepen 394 is iets kleiner dan de helft van de diameter van het laag-30 oppervlak 242’1, zodat de schoepen 394 worden geroteerd met minder dan de helft van de oppervlaksnelheid van de laag. De vloeistof vanaf de laag raakt de schoepen met een hoge tangentiële snelheid, ongeveer gelijk aan de snelheid van het laagoppervlak 242’, oefent een aandrijf-kracht uit op de rotor 390.

8105423

Claims (33)

1. Centrifuge met een trommel met een ringvormige.behandelzone in het buitenste deel van genoemde trommel, middelen voor het roteren van de trommel om een hartlijn voor het vormen van materiaal in genoemde 5 zone tot een ringvormige laag om het materiaal in genoemde laag te onderwerpen aan een behandeling met centrifugaalkrachten, toevoermiddelen voor het toevoeren van materiaal dat stroombaar is als een vloeistof dat moet worden behandeld in genoemde ringvormige behandelzone, en af-voermiddelen voor het afvoeren van het materiaal dat stroombaar is als 10 een vloeistof vanuit de behandelzone en genoemde trommel terwijl genoemde trommel roteert, met het kenmerk, dat voor het besparen van energie tenminste een van genoemde toevoermiddelen en genoemde afvoer-middelen een vermogensuitwisselrotor omvatten die roteerbaar om een hartlijn is aangebracht en is voorzien van tenminste een de richting 15 van de materiaalstroom wijzigend kanaalorgaan dat op afstand ligt van de rotorhartlijn die kleiner is dan de maximale straal van de trommel in het gebied van genoemde behandelzone, welk kanaalorgaan zo is uitgevoerd en aangebracht dat de stroom materiaal daardoor vanaf een inlaat-einde naar een uitlaateinde wordt geleid terwijl de richting van de 20 stroom van genoemde materiaal daarin over tenminste 90° wordt gewijzigd op een wijze dat een energieoverdracht plaats heeft vanaf een van genoemde materialen en de rotor naar het andere met een rendement van tenminste ongeveer 70%, waarbij de overbrengmiddelen zo zijn geplaatst . dat zij de overdracht van materiaal richten tussen genoemde ringvormige 25 laag in de behandelzone en een einde van genoemd kanaalorgaan, langs een baan, die in hoofdzaak tangentiaal is met het oppervlak van genoemde ringvormige laag op zijn overgangsvlak daarmede en in hoofdzaak tan-gentieel met de rotatiebaan van het einde van genoemd kanaalorgaan op zijn tussenvlak daarmede, terwijl de kinetische energie van het materi-30 aal dat wordt overgebracht in hoofdzaak ongewijzigd wordt gehouden, en vermogensorganen zijn verbonden met een rotor voor het omzetten van de energie-overdracht in vermogensbesparing.

2. Centrifuge volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de rotor een kleinere diameter heeft dan het binnenoppervlak van deze zone.

3. Centrifuge volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de rotor roteerbaar is aangebracht om de hartlijn van de trommel in dezelfde richting als de trommel.

4. Centrifuge volgens een van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat aandrijfmiddelen aanwezig zijn om de rotor te roteren met een 40 snelheid zodanig dat de snelheid van het rotorkanaalorgaan in hoofdzaak 8105423 kleiner is dan de snelheid van de zone.

5. Centrifuge volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de rotor genoemde overdrachtmiddelen omvat.

6. Centrifuge volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de over-5 drachtmiddelen genoemd ene einde van het kanaalorgaan omvatten.

7. Centrifuge volgens een van de conclusies 1 tot 3 met het kenmerk, dat de rotor een diameter heeft die in hoofdzaak kleiner is dan de binnenoppervlak van de zone en de overbrengmiddelen een vaste sta-torkonstruktie omvatten die zich uitstrekt tussen de rotor en de zone.

8. Centrifuge volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de stator- konstruktie een aantal schoepen bezit die gebogen stroombanen begrenzen die zich uitstrekken tussen de omtrek van de rotor en het oppervlak van de ringvormige laag.

9. Centrifuge volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de stator- 15 konstruktie de vorm heeft van een buisvormig orgaan dat zich uitstrekt tussen het oppervlak van de ringvormige laag en de omtrek van de rotor.

10. Centrifuge volgens een van de voorgaande conclusies gekenmerkt door middelen om de radiale stand van het tussenvlak van de overbreng- 20 middelen en het oppervlak van de ringvormige laag in te stellen.

11. Centrifuge volgens een of meer van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de rotor roteerbaar is aangebracht om dezelfde hartlijn als de trommel en de omtrek van de rotor direct nabij het binnenoppervlak van de ringvormige behandelzone ligt.

12. Centrifuge volgens een van de conclusies 1 tot 10, met het kenmerk, dat de rotor roteerbaar is aangebracht om dezelfde hartlijn en roteert met in hoofdzaak dezelfde snelheid als de trommel en de omtrek van de rotor een diameter bezit die in hoofdzaak kleiner is dan de diameter van het binnenoppervlak van de ringvormige behandelzone.

13. Centrifuge volgens een of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het kanaalorgaan buisvormig is. '

14. Centrifuge volgens een of mer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het kanaalorgaan een grondoppervlak heeft dat is gebogen om een hartlijn evenwijdig met de rotorhartlijn.

15. Centrifuge volgens de conclusies 1 tot 12, met het kenmerk, dat het kanaalorgaan een grondoppervlak heeft dat is gebogen om een hartlijn loodrecht op de rotorhartlijn.

16. Centrifuge volgens een of meer van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat elk van genoemde toevoermiddelen en genoemde af- 40 voermiddelen een genoemde vermogensuitwisselrotor bezit. 8105423 '·' > * - 22

17. Centrifuge volgens een of meer van de voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de toevoermiddelen een genoemde rotor omvatten die zo is gecontrueerd en geplaatst dat hij het materiaal nabij genoemde hartlijn opneemt en dit naar buiten beweegt naar een kanaalafvoereinde 5 van de rotor terwijl het materiaal zo wordt versneld dat het wordt af-gevoerd vanuit genoemd kanaalafgeefeinde met een snelheid van tenminste 1,4 maal de omtreksnelheid van de rotor, en de vermogensorganen aandrijf organen omvatten voor het roteren van de rotor met een snelheid die is gereduceerd door genoemde energie-overdracht.

18. Centrifuge volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de rotor een aantal van genoemde kanaalorganen omvat in de vorm van gebogen kanalen voor radiaal naar buiten gerichte stroming van het materiaal daarin.

19. Centrifuge volgens een of meer van de voorgaande conclusies, 15 met het kenmerk, dat de afvoermiddelen een genoemde rotor omvatten die zo is gecontrueerd en geplaatst dat hij materiaal opneemt nabij zijn omtrek en dit voortbeweegt in een kanaalafgeefeinde van de rotor terwijl het materiaal wordt vertraagd zodat het uit het afvoerkanaaleinde treedt met een snelheid die klein is vergeleken met de tangentiële 20 snelheid van het laagoppervlak, waarbij de vermogensorganen middelen omvatten die zijn verbonden met de rotor om vermogen af te leiden vanaf de rotatiekracht uitgeoefend op de rotor door de energie-overdracht.

20. Centrifuge volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de rotor een aantal van genoemde kanaalorganen omvat in de vorm van gebogen ka- 25 nalen voor radiale binnenwaartse stroming van het materiaal daarin.

21. Centrifuge volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de rotor een aantal kanaalorganen omvat voorzien van afgeefeinden meer nabij de rotorhartlijn dan genoemde inlaateinden.

22. Centrifuge volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de rotor 30 een aantal kanaalorganen omvat voorzien van inlaateinden die op in hoofdzaak dezelfde radiale afstand liggen vanaf genoemde rotorhartlijn als de afvoereinden. Centrifuge volgens conclusie 19, met het kenmerk, dat de afvoermiddelen middelen omvatten voor het continu afvoeren vanuit de trommel 35 van een in hoofdzaak vloeibare fractie van het materiaal behandeld in de trommel omvattende de rotor waarbij de overdrachtmiddelen zo zijn geplaatst dat zij dompelen in de ringvormige laag materiaal die roteert met de trommel met ongeveer dezelfde hoeksnelheid als het materiaal in genoemde zone en de vermogensmiddelen middelen omvatten die de rotor 40 verbinden in vermogensoverdrachtrelatie met de de trommel roterende 8105423 - ' 23 middelen.

24. Centrifuge volgens conclusie 23, met het kenmerk, dat de over-drachtmiddelen ook een goot konstruktie omvatten aan een einde van de behandelzone voor het afgeven van een ringvormige laag van genoemde 5 vloeibare fractie aan het inlaateinde van de overdrachtmiddelen en tenminste een schoep die zo is gecontrueerd en geplaatst dat hij met zijn inlaateinde dompelt in de ringvormige laag om materiaal op te nemen in hoofdzaak tangentieel vanaf genoemde laag.

25. Centrifuge volgens een of meer van de voorgaande conclusies 10 voor het scheiden van vaste deeltjes vanuit de vloeistof van het materiaal gekenmerkt door tenminste een uitlaat voor het afgeven van afgescheiden vaste deeltjes, een transportmechanisme in de trommel en middelen voor het roteren van het transportmechanisme in de trommelhart-lijn om een beweging te veroorzaken van de afgescheiden vaste deeltjes 15 in langsrichting van de trommelhartlijn naar de uitlaat.

26. Centrifuge volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat de rotor ligt in de toevoermiddelen en een diameter heeft die in hoofdzaak kleiner is dan de binnenoppervlak van de zone, welke overdrachtmiddelen een reeks van vaste statorschoepen omvatten die de rotor omgeven en zich 20 uitstrekken tussen de rotor en het binnenoppervlak van de zone, en middelen aanwezig zijn voor het roteren van de rotor omvattende het transportmechanisme en een bevestiging van de rotor daarop om daarmede te roteren.

27. Centrifuge volgens conclusie 25, met het kenmerk, dat de rotor 25 aanwezig is in de toevoermiddelen, een diameter heeft die iets kleiner is dan het binnenoppervlak van de zone en overdrachtmiddelen omvat en middelen aanwezig zijn voor het roteren van de rotor met een lagere hoeksnelheid dan de hoeksnelheid van het transportmechanisme.

28. Centrifuge volgens conclusie 25 voor het scheiden van vaste 30 deeltjes vanuit toegevoerd materiaal met het kenmerk, dat het transportmechanisme tenminste een transportblad omvat dat zich schroeflijnvormig om genoemde hartlijn uitstrekt, en middelen aanwezig zijn voor het roteren van het blad om genoemde hartlijn met een andere rotatie-snelheid dan die van de trommel om genoemde beweging van de afgeschei- 35 den deeltjes te veroorzaken, en waarbij genoemde toevoermiddelen een rotor voor vermogensoverdracht omvatten en een toevoerleiding die een afvoeruitlaat op de hartlijn van de trommel bezit, welke toevoerrotor een inlaat bezit voor het opnemen van materiaal dat is afgevoerd vanaf genoemde uitlaat van de toevoerleiding en een aantal kanaalorganen zich 40 radiaal naar buiten uitstrekt vanaf genoemde inlaat, welke toevoerrotor 8105423 is geplaatst in een rotorhuis dat is bevestigd op de transporteur, welk rotorhuis met zijn omtrek is geplaatst in genoemde ringvormige behandelzone en poorten bezit voor stroming van materiaal vanuit genoemd huis in genoemde ringvormige laag.

29. Centrifuge volgens conclusie 24, met het kenmerk, dat het ro torhuis direct nabij de einden van de trommel is geplaatst en de toe-voerleiding zich coaxiaal uitstrekt door genoemde trommel naar genoemd rotorhuis.

30. Werkwijze voor het behandelen van een als een vloeistof 10 stroombaar materiaal in een centrifuge omvattende de stappen van het toevoeren van het materiaal aan een centrifugetrommel die roteert om een hartlijn zodat het materiaal een ringvormige laag vormt in een be-handelzone in het buitendeel van de trommel waar het wordt onderworpen aan een behandeling onder invloed van centrifugaalkrachten, en van het 15 afvoeren van behandeld materiaal dat stroombaar is als een vloeistof uit genoemde trommel, de stappen voor het sparen van energie door ver-mogensuitwisseling in tenminste een van genoemde toevoer- en afvoer-stappen zijn gekenmerkt door het laten stromen van het materiaal door tenminste een kanaal van een rotor die roteert om een hartlijn met een 20 snelheid zodanig dat de snelheid van elk einde van het kanaal in hoofdzaak kleiner is dan de snelheid van het materiaal in de behandelzone op -het oppervlak van genoemde laag, Waarbij het materiaal op afstand ligt vanaf de rotorhartlijn welke afstand kleiner is dan de maximale straal van de trommel in de behandelzone, door het in het kanaal wisselen van 25 de stroomrichting van het materiaal over tenminste 90° op een wijze dat een energie-overdracht wordt veroorzaakt vanaf een van de materialen en de rotor naar de andere met tenminste een rendement van ongeveer 70%, door het overbrengen van materiaal tussen de rotor en de laag in tenminste een stroom die in hoofdzaak tangentiaal loopt met een oppervlak 30 van de laag op zijn tussenvlak daarmede en in hoofdzaak tangentiaal met de rotatiebaan van een einde van het kanaal op zijn tussenvlak daarmede, waarbij de kinetische energie van het materiaal dat wordt overgebracht in hoofdzaak ongewijzigd wordt gehandhaafd, en het omzetten van de energie-overdracht in vermogensbesparing.

31. Werkwijze volgens conclusie 30, met het kenmerk, dat de rotor om de trommelas wordt geroteerd in dezelfde richting als de trommel.

32. Werkwijze volgens conclusie 30 of 31, met het kenmerk, dat bij de toevoerstap het materiaal wordt afgegeven vanaf de rotor met een snelheid van tenminste ongeveer 1,4 maal de omtreksnelheid van de ro-40 tor. 8105423

33. Werkwijze volgens de conclusies 30 tot 32, met het kenmerk, dat bij de afvoerstap het materiaal wordt afgegeven vanaf de rotor met een snelheid die klein is vergeleken met de tangentiële snelheid van het laagoppervlak.

34. Werkwijze volgens de conclusies 30 tot 33 met het kenmerk, dat het materiaal wordt gedwongen door het kanaal te stromen in een baan in het algemeen gebogen om een middelpunt geplaatst tussen de rotatiehart-lijn van de rotor en het uiteinde van het kanaal. 35.· Werkwijze volgens de conclusies 30 tot 34 met het kenmerk, dat 10 genoemde energie-overdracht direct wordt uitgeoefend om het vermogen te reduceren dat vereist is om de trommel te roteren door het bevestigen van de rotor op de trommel waarbij de inlaat van genoemd kanaal op afstand ligt van de trommel die kleiner is dan de helft van de straal van de trommel. **************** 8105423