PL200041B1 - Wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym z obrotowym bębnem z poziomą osią obrotu - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest wirówka sedymenta- cyjna bez przegród perforowanych ze slimakowym urz adzeniem wy ladowuj acym z obrotowym b ebnem (3) z poziom a osi a obrotu, który otacza przestrze n odwi- rowywania (11), z umieszczonym w b ebnie (3) obroto- wym slimakiem (5) i z co najmniej jednym miejscem wy ladunku cieczy i co najmniej jednym miejscem wy ladunku substancji sta lej, przy czym wy ladunek cieczy nast epuje za pomoc a tarczy oddzielaj acej (19), która jest umieszczona bezpo srednio za komo- r a, która ma komor e pier scieniow a (29) umieszczon a w niej tarcz a syfonow a (33), stanowi aca tarcz e zapo- row a, i stanowi hydrohermetyczn a komor e zaporow a do uszczelniania przestrzeni odwirowywania (11) wzgl edem otoczenia za pomoc a cieczy zaporowej, której jest bezpo srednio przyporz adkowany przewód doprowadzaj acy (35) dla oddzielnej, niezale znej od produktu odwirowywanego cieczy zaporowej. Przy tym wirówka sedymentacyjna (1) ma drug a tarcz e syfono- w a (21), która rozci aga si e od slimaka (5) promienio- wo na zewn atrz do przestrzeni odwirowywania (11). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym z obrotowym bębnem z poziomą osią obrotu.

Tego rodzaju wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym jest przedstawiona w niemieckim zgłoszeniu nr DE 195 00 600. W niemieckim opisie patentowym nr DE 40 14 552 C1 ukazana jest wirówka z osią pionową i tarczą oddzielającą oraz tarczą zaporową, pomiędzy które może być dostarczany gaz, aby zapobiec odgazowywaniu rozpuszczalnika.

Ujawniona w niemieckim opisie patentowym nr DE 43 20 265 A1 wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym jest po stronie wypływu cieczy zaopatrzona w przegrodę, która ma przepust. Przepustowi jest przyporządkowana, podczas obracania się bębna względem niego, nieruchoma tarcza dławiąca, która może być przesuwana osiowo za pomocą tulei gwintowanej. Za pomocą obracania tulei gwintowanej można zmieniać odległość pomiędzy przegrodą i tarczą dławiącą. Towarzysząca temu zmiana przekroju odpływowego powoduje zmianę poziomu cieczy w bębnie wirówki, tak że możliwe jest bezstopniowe ustawianie tego poziomu cieczy za pomocą przesuwania tarczy dławiącej.

Z niemieckiego opisu patentowego nr 39 04 151 A1 znana jest tarcza pię trząca na ś limaku. Dysze na obwodzie zewnętrznym służą do minimalizowania zużycia energii. Obróbka wrażliwego produktu w gazoszczelnym zamknięciu względem otoczenia nie jest możliwa za pomocą tej konstrukcji.

Z niemieckiego dokumentu nr DE 198 30 653 C1, dotyczącego tego samego rodzaju urządzeń, znane jest realizowanie wydawania cieczy w otwartej wirówce sedymentacyjnej bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym za pomocą tarczy oddzielającej, za którą umieszczone jest uszczelnienie labiryntowe, w celu doprowadzania kropli produktu z powrotem do tarczy oddzielającej. Zgodnie z tą konstrukcją nie jest potrzebne uszczelnienie względem przestrzeni zewnętrznej. Istnieje jednak także zapotrzebowanie na wirówki sedymentacyjne bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym zawierające tarczę oddzielającą, w których to wirówkach przestrzeń robocza jest uszczelniona na zewnątrz.

Celem wynalazku jest zrealizowanie za pomocą prostych środków konstrukcyjnych tego rodzaju wirówki sedymentacyjnej bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym, zawierającej tarczę oddzielającą.

Wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym z obrotowym bębnem z poziomą osią obrotu, który otacza przestrzeń odwirowywania, umieszczonym w bębnie obrotowym ślimakiem i z co najmniej jednym miejscem wyładunku cieczy i co najmniej jednym miejscem wyładunku substancji stałej, przy czym wyładunek cieczy następuje za pomocą tarczy oddzielającej, która jest umieszczona bezpośrednio za komorą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że komora ma komorę pierścieniową z umieszczoną w niej, stanowiącą także tarczę zaporową, tarczą syfonową, i stanowi hydrohermetyczną komorę zaporową do uszczelniania przestrzeni odwirowywania względem otoczenia za pomocą cieczy zaporowej, której jest bezpośrednio przyporządkowany przewód doprowadzający dla oddzielnej, niezależnej od produktu odwirowywanego cieczy zaporowej, a przy tym wirówka sedymentacyjna ma drugą tarczę syfonową, która rozciąga się od ślimaka promieniowo na zewnątrz do przestrzeni odwirowywania.

Korzystnie, stanowiąca komorę zaporową komora pierścieniowa umieszczona jest bezpośrednio za tarczą oddzielającą.

Korzystnie, tarcza syfonowa jest umieszczona na ślimaku przed miejscem wyładunku substancji stałej.

Korzystnie, tarcza syfonowa jest umieszczona na ślimaku w obszarze zwężającym się stożkowo.

Korzystnie, do komory pierścieniowej dochodzą przewód doprowadzający i otwór odpływowy, które umożliwiają ciągle doprowadzanie i odprowadzanie cieczy zaporowej do i z komory pierścieniowej.

Korzystnie, bęben i ślimak mają każdorazowo odcinek w zasadzie cylindryczny i odcinek zwężający się, przy czym do odcinka cylindrycznego przylega komora z korzystnie mniejszą w porównaniu z przestrzenią odwirowywania średnicą, w której umieszczona jest tarcza oddzielająca.

Korzystnie, na obwodzie wewnętrznym komory umieszczone jest odsadzenie pierścieniowe.

Korzystnie, komora rozciąga się na odwróconej od odsadzenia pierścieniowego stronie tarczy oddzielającej promieniowo w kierunku do wewnątrz do średnicy, która jest mniejsza od średnicy ślimaka, przy czym komora ma ujście do przelotu, z którym połączona jest w kierunku osiowym komora pierścieniowa, która ma ujście do osiowego kanału odprowadzającego dla cieczy zaporowej, przy

PL 200 041 B1 czym średnica wewnętrzna tego kanału odprowadzającego jest mniejsza od średnicy wewnętrznej przelotu, tak że ciecz zaporowa przelewająca się ze stanowiącej komorę zaporową komory pierścieniowej jest odprowadzana przez kanał odprowadzający.

Korzystnie, w komorze pierścieniowej na obwodzie wewnętrznym tej komory jest prostopadle osadzona, względnie uformowana, stanowiąca komorę zaporową tarcza syfonowa, która rozciąga się w komorze pierścieniowej od wewnątrz promieniowo w kierunku na zewnątrz.

Korzystnie, przewód doprowadzający jest umieszczony równolegle do rury wlotowej dla produktu odwirowywanego na jej obwodzie zewnętrznym.

Korzystnie, od obwodu zewnętrznego komory pierścieniowej jest poprowadzony otwór odpływowy, korzystnie pod kątem ostrym względem osi obrotu promieniowo na zewnątrz z bębna.

Korzystnie, tarcza syfonowa i odsadzenie pierścieniowe są tak do siebie dopasowane, że w czasie pracy wirówki wytwarza się pomię dzy nimi poziom cieczy.

Korzystnie, tarcza oddzielająca jest umieszczona szczelnie na, w stanie roboczym nieruchomej, rurze wlotowej.

Komora zaporowa z doprowadzaniem cieczy zaporowej - w kombinacji z dwiema tarczami syfonowymi, stanowiącymi tarcze zaporowe - umożliwia w prosty konstrukcyjnie i niedrogi sposób niezawodne uszczelnienie przestrzeni odwirowywania względem atmosfery. W tego samego rodzaju urządzeniu według niemieckiego dokumentu nr DE 198 30 653 C1 może jednak, w przeciwieństwie do tego, dochodzić przez uszczelnienie labiryntowe do kontaktu produktu z atmosferą.

Komory zaporowe są ponadto znane jako takie z wirówek z pionową osią obrotu, przy czym jest do nich także doprowadzana osobna ciecz zaporowa (DE 196 31 226). Komory zaporowe w tego rodzaju wirówkach są znane także z niemieckiego dokumentu nr DE 657 473. Nie rozważano jednak dotychczas i zapewne nie uważano za korzystne stosowanie komory zaporowej w wirówkach z poziomą osią obrotu, która to komora jest zasilana niezależną od odwirowywanego produktu cieczą zaporową.

Przy podnoszeniu ciśnienia we wnętrzu naczynia, względnie wirówki sedymentacyjnej bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym, gaz (na przykład CO2) rozpuszczony w odwirowywanym produkcie (na przykład napój) bez umieszczenia komory zaporowej z dwiema tarczami syfonowymi ewentualnie uchodziłby częściowo z wirówki sedymentacyjnej bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym.

Zapobiega temu rozwiązanie według wynalazku.

Za pomocą tarczy syfonowej, względnie zaporowej, w komorze zaporowej może być w prosty sposób wytwarzane wystarczające ciśnienie, tak że gaz, taki jak CO2, jest utrzymywany w cieczy (ciekłej fazie). Za pomocą zmieniania średnicy tarczy zaporowej i syfonowej można zmieniać ciśnienie w komorze zaporowej, które korzystnie wynosi do 4 bar, zwł aszcza 0,5 do 2,5 bar. Ciś nienie ma wpływ na rodzaj transportu substancji stałej i/lub jej konsystencję.

Szczególnie korzystnie, do przestrzeni pierścieniowej komory zaporowej dochodzą przewód doprowadzający i otwór odpływowy, które umożliwiają ciągłe doprowadzanie i odprowadzanie cieczy zaporowej do i z komory zaporowej. Wskutek tego w o wiele prostszy sposób niż w rozwiązaniu według DE 196 31 226 A1 może być realizowane ciągłe oczyszczanie komory zaporowej, i tym samym skutecznie zapobiega się powstawaniu osadów w komorze zaporowej. Dzięki temu wirówka spełnia także wysokie wymagania dotyczące higieny.

Ponieważ wydawanie cieczy odbywa się za pomocą tarczy oddzielającej, za którą, zwłaszcza bezpośrednio, jest umieszczona komora zaporowa, więc rozpuszczony gaz, taki jak CO2, może być co najmniej w dużym stopniu utrzymywany w cieczy przeznaczonej do odprowadzania względnie do przetwarzania, co znacznie upraszcza przetwarzanie produktów, takich jak na przykład piwo.

W szczególnoś ci komora zaporowa jak i komora oddzielają ca są umieszczone wzglę dem ł o ż yska głównego po stronie bębna względnie w kierunku bębna, co umożliwia bardzo proste kształtowanie konstrukcji. Wskutek tego uzyskuje się nie tylko trwałe uszczelnienie względem otaczającej atmosfery, lecz ewentualnie także uszczelnienie przed zanieczyszczeniem produktu przez mgłę olejową głównego łożyska po stronie cieczy (tu nie przedstawionego).

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wirówkę sedymentacyjną bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym według wynalazku w przekroju, a fig. 2 - fragment fig. 1 w powiększeniu.

Na fig. 1 ukazana jest wirówka sedymentacyjna 1 bez przegród perforowanych ze ślimakowym urządzeniem wyładowującym mająca bęben 3 z poziomą osią obrotu, w którym to bębnie jest umiesz4

PL 200 041 B1 czony ślimak 5. Bęben 3 i ślimak 5 mają, każdy z nich, jeden odcinek w zasadzie cylindryczny i jeden odcinek zwężający się, tu stożkowo.

Rozciągająca się osiowo wycentrowana rura wlotowa 7 służy do doprowadzania odwirowywanego produktu 8, który podlega odwirowywaniu, poprzez tu prostopadły względem rury wlotowej 7 rozdzielacz 9 do przestrzeni odwirowywania 11 pomiędzy ślimakiem 5 i bębnem 3.

Jeśli przykładowo do wirówki jest doprowadzana szlamowata papka, to na ściance bębna osadzają się cząstki substancji stałej. Dalej w kierunku wnętrza wykształca się faza ciekła.

Ułożyskowany za pomocą łożyska 6 ślimak 5 obraca się z trochę mniejszą lub większą prędkością niż bęben 3, i transportuje odwirowaną substancję stałą S w kierunku do stożkowego odcinka z bę bna 3 do miejsca wył adunku (tu nie przedstawionego) substancji stał ej.

Ciecz przepływa natomiast w kierunku większej średnicy bębna na tylnym końcu cylindrycznego odcinka bębna 3 i jest tam prowadzona przez przegrodę 15 do przylegającej osiowo do właściwej przestrzeni odwirowywania komory 17 o mniejszej średnicy w porównaniu z przestrzenią odwirowywania.

W komorze 17 (patrz także fig. 2) jest takż e umieszczona tarcza oddzielająca 19 do odprowadzania fazy ciekłej L, z którą łączy się kanał odprowadzający 20, który odprowadza fazę ciekłą L z bębna 3. Tarcza oddzielająca 19 jest umieszczona bezpoś rednio na, będącej w czasie pracy w stanie bezruchu, rurze wlotowej 7, przy czym pomiędzy tarczą oddzielającą 19 i rurą wlotową 1 jest zrealizowany szczelny układ bezszczelinowy.

Korzystnie, w zwężającym się stożkowo obszarze bębna 3 wirówka sedymentacyjna 1 ma - przed miejscem wył adunku substancji stał ej (tu nie przedstawionym), tarczę syfonową 21, która rozciąga się od ślimaka 5 promieniowo na zewnątrz do przestrzeni odwirowywania 11 i zanurza się w lustrze cieczy, oznaczonym jako poziom cieczy P1.

Przez to zanurzenie obszar wewnętrzny, względnie obszar odwirowywania w przestrzeni odwirowywania 11 (tu na prawo od tarczy syfonowej 21), jest hermetycznie zamknięty względem otoczenia lub względem otaczającej atmosfery. Możliwe jest także do pomyślenia umieszczenie dalszych tarcz syfonowych w stożkowym obszarze bębna 3, aby w ten sposób wpływać na konsystencję substancji stałej (tu nie przedstawiono).

W komorze 17 jest po stronie tarczy oddzielają cej 19, zwróconej ku przestrzeni odwirowywania, umieszczone odsadzenie pierścieniowe 23, które rozciąga się promieniowo od obwodu wewnętrznego komory 17 w kierunku do wewnątrz.

Pomiędzy tarczą syfonową 21 i odsadzeniem pierścieniowym 23 wytwarza się podczas pracy wirówki poziom cieczy P1, ponieważ tarcza syfonowa 21 i odsadzenie pierścieniowe zachodzą na siebie w kierunku promieniowym, względnie ponieważ te oba elementy są do siebie odpowiednio dopasowane.

Pomiędzy położonym bliżej tarczy oddzielającej 19 odsadzeniem pierścieniowym 23 i tarczą oddzielającą 19 wystarczy natomiast poziom cieczy P2, tu do otworu wlotowego 25 tarczy oddzielającej. Poprzez przydławienie tarczy oddzielającej 19 może tu być zmieniany poziom cieczy.

Na odwrotnej względem odsadzenia pierścieniowego 23 stronie tarczy oddzielającej 19 komora 17 rozciąga się promieniowo w kierunku do wewnątrz, w przybliżeniu w pobliże rury doprowadzającej, względnie do średnicy mniejszej od średnicy ślimaka 5, i uchodzi do osiowego przelotu 27, do którego przylega w kierunku osiowym pełniąca funkcję komory zaporowej komora pierścieniowa 29, która z kolei uchodzi do skierowanego osiowo kanał u odprowadzają cego 31 dla cieczy zaporowej na obwodzie zewnętrznym rury wlotowej 7 i kanału odprowadzającego 20 dla produktu odwirowywanego, przy czym średnica wewnętrzna kanału odprowadzającego 31 dla cieczy zaporowej jest mniejsza od średnicy wewnętrznej przelotu 27, tak że ciecz zaporowa przelewająca się ze stanowiącej komorę zaporową komory pierścieniowej 29 odpływa przez kanał odprowadzający 31.

W peł nią cej funkcję komory zaporowej komorze pierś cieniowej 29 jest na jej obwodzie wewnętrznym umieszczona nieruchomo dalsza, stanowiąca tarczę zaporową tarcza syfonowa 33, która rozciąga się od strony wewnętrznej promieniowo na zewnątrz do komory zaporowej.

Wchodzący z zewnątrz do wirówki przewód doprowadzający 35 - tu umieszczony równolegle do rury wlotowej 7 na jej obwodzie zewnętrznym - umożliwia bezpośrednie doprowadzanie niezależnej od produktu odwirowywanego cieczy zaporowej, takiej jak woda, z zewnątrz do komory pierścieniowej 29.

Otwór odpływowy 37 - tu prowadzący na obwodzie zewnętrznym komory pierścieniowej 29 pod ostrym kątem względem osi obrotu promieniowo na zewnątrz z bębna 3 - umożliwia ciągłe odprowadzanie cieczy zaporowej z komory pierścieniowej 29, co zapewnia korzystne ciągłe czyszczenie.

Podczas pracy - to znaczy podczas obracania się bębna 3 i ślimaka 5 - wytwarza się w komorze pierścieniowej 29 w cieczy zaporowej poziom cieczy P3, który uszczelnia wnętrze bębna 3 względem

PL 200 041 B1 otaczającej atmosfery, gdy ilość cieczy zaporowej doprowadzanej do komory zaporowej jest większa od ilości odprowadzanej, która jest ustalona przez wymiary otworu odpływowego 37. Nadmiar wody, który nie odpływa przez otwór odpływowy 37, wypływa kanałem odprowadzającym 31.

Za pomocą tarczy syfonowej 33 w komorze pierścieniowej 29 może jednak być w prosty sposób wytwarzane wystarczające ciśnienie, tak że gaz utrzymany jest w cieczy. Przez zmienianie średnicy pełniącej także rolę tarczy zaporowej tarczy syfonowej 33 można zmieniać ciśnienie w komorze pierścieniowej 29. Ciśnienie to wpływa na sposób transportu substancji stałej i/lub jej konsystencję.

Claims (13)

1. Wirówka sedymentacyjna bez przegród perforowanych ze ślimakowym urzą dzeniem wyładowującym z obrotowym bębnem z poziomą osią obrotu, który otacza przestrzeń odwirowywania, z umieszczonym w bębnie obrotowym ślimakiem i z co najmniej jednym miejscem wyładunku cieczy i co najmniej jednym miejscem wyładunku substancji stałej, przy czym wyładunek cieczy następuje za pomocą tarczy oddzielającej, która jest umieszczona bezpośrednio za komorą, znamienna tym, że komora ma komorę pierścieniową (29) z umieszczoną w niej tarczą syfonową (33), stanowiącą także tarczę zaporową, i stanowi hydrohermetyczną komorę zaporową do uszczelniania przestrzeni odwirowywania (11) względem otoczenia za pomocą cieczy zaporowej, której jest bezpośrednio przyporządkowany przewód doprowadzający (35) dla oddzielnej, niezależnej od produktu odwirowywanego cieczy zaporowej, a przy tym wirówka sedymentacyjna (1) ma drugą tarczę syfonową (21), która rozciąga się od ślimaka (5) promieniowo na zewnątrz do przestrzeni odwirowywania (11).

2. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, ż e stanowiąca komorę zaporową komora pierścieniowa (29) umieszczona jest bezpośrednio za tarczą oddzielającą (19).

3. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, ż e tarcza syfonowa (21) jest umieszczona na ślimaku (5) przed miejscem wyładunku substancji stałej.

4. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 3, znamienna tym, ż e tarcza syfonowa (21) jest umieszczona na ślimaku (5) w obszarze zwężającym się stożkowo.

5. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że do komory pierścieniowej (29) dochodzą przewód doprowadzający (35) i otwór odpływowy (37), które umożliwiają ciągłe doprowadzanie i odprowadzanie cieczy zaporowej do i z komory pierścieniowej (29).

6. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że bęben (3) i ślimak (5) mają każdorazowo odcinek w zasadzie cylindryczny i odcinek zwężający się, przy czym do odcinka cylindrycznego przylega komora (17) z korzystnie mniejszą w porównaniu z przestrzenią odwirowywania średnicą, w której umieszczona jest tarcza oddzielająca (19).

7. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 6, znamienna tym, że na obwodzie wewnętrznym komory (17) umieszczone jest odsadzenie pierścieniowe (23).

8. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że komora (17) rozciąga się na odwróconej od odsadzenia pierścieniowego (23) stronie tarczy oddzielającej (19) promieniowo w kierunku do wewnątrz do średnicy, która jest mniejsza od średnicy ślimaka (5), przy czym komora (17) ma ujście do przelotu (27), z którym połączona jest w kierunku osiowym komora pierścieniowa (29), która ma ujście do osiowego kanału odprowadzającego (31) dla cieczy zaporowej, przy czym średnica wewnętrzna tego kanału odprowadzającego (31) jest mniejsza od średnicy wewnętrznej przelotu (27), tak że ciecz zaporowa przelewająca się ze stanowiącej komorę zaporową komory pierścieniowej (29) jest odprowadzana przez kanał odprowadzający (31).

9. Wirówka sedymentacyjna wedł ug zastrz. 1, znamienna tym, ż e w komorze pierścieniowej (29) na obwodzie wewnętrznym tej komory jest prostopadle osadzona, względnie uformowana, stanowiąca komorę zaporową tarcza syfonowa (33), która rozciąga się w komorze pierścieniowej (29) od wewnątrz promieniowo w kierunku na zewnątrz.

10. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że przewód doprowadzający (35) jest umieszczony równolegle do rury wlotowej (7) dla produktu odwirowywanego na jej obwodzie zewnętrznym.

11. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że od obwodu zewnętrznego komory pierścieniowej (29) jest poprowadzony otwór odpływowy (37), korzystnie pod kątem ostrym względem osi obrotu promieniowo na zewnątrz z bębna (3).

PL 200 041 B1

12. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 1, znamienna tym, że tarcza syfonowa (21) i odsadzenie pierścieniowe (23) są tak do siebie dopasowane, że w czasie pracy wirówki wytwarza się pomiędzy nimi poziom cieczy P1.

13. Wirówka sedymentacyjna według zastrz. 2, znamienna tym, że tarcza oddzielająca (19) jest umieszczona szczelnie na, w stanie roboczym nieruchomej, rurze wlotowej (7).