SE502308C2 - Kontinuerligt arbetande centrifugtrumma för koncentrering av suspenderade fasta partiklar - Google Patents

Description

5o2 308 2 Ändamåïet med föreïiggande uppfinning är att åstadkomma en centrifugtrumma för koncentrering av suspenderade fasta partikïar, vid vi1ken det sker en automatisk, viskositetsberoende reg1ering av mäng- den fasta partikïar, som uttages ur centrifugtrumman.

Denna uppgift 1öses därigenom, att me11an den inre kammaren och kanaïerna är anordnad åtminstone en flänsiös ringkammare med en yttre begränsning och en inre begränsning på så sätt, att de fasta partikïarna måste passera den från en begränsning ti11 den andra.

I fïänsiösa ringkammare påtvingas den från en begränsning ti11 den andra genomströmmande vätskan ej den vid varje diameter av dessa ringkammare härskande periferihastigheten, utan vätskan upptar under ökning av sin kinetiska energi högre periferihastigheter. Mot denna tendens verkar i fiänsïösa ringkammare endast vätskefriktionen.

Denna stiger med ökande viskositet hos vätskan, så att vätskor med hög viskositet utsättes för en större förändring av sin kinetiska energi än vätskor med ïåg viskositet. Denna regeï medför nu att vätskorna med låg viskositet vid strömning genom av en f1äns1ös ringkammare alstrar ett högre motstånd än vätskorna med hög viskositet. Med tiïïtagande viskositet hos de koncentrerade fasta partikïarna avtar såiunda mot- ståndet, som aistras på grund av den fiänsïösa ringkammaren, och där- med ökar vid ïika in1opP$förutsättningar genomf1ödesmängden. En höj- ning av genomfïödesmängden medför emeïïertid återigen en minskning av det koncentrerade fasta partikiarnas viskositet. Härigenom åstadkommes den önskade automatiska regïeringseffekten av koncentrationen med fasta partik1ar.

Centrifugtrumman kan vara så utformad, att den f1äns1ösa ringkammaren står i förbindeïse med den inre kammaren via sin inre be- gränsning och att kanaïerna mynnar ut vid ringkammarens yttre be- gränsning. I detta fa11 genomströmmar de koncentrerade fasta partik- 1arna den roterande fiänsïösa ringkammaren utifrån och in och rör sig från ett ïäge i centrifugtrumman med högre periferihastighet till ett ïäge med ïägre periferihastighet, varvid de tenderar att öka sin periferihastighet. Härigenom aïstras ett högre vätsketryck än i mot- svarande, med fiänsar försedda kammare, i vi1ka vätskan vid varje punkt upptar trummans periferihastighet. Genom en 1ämp1ig dimensione- ring av den fïänsiösa kammaren kan man uppnå att endast en förutbe- 3 502 308 stämd mängd fasta partiklar flyter igenom kanalerna vid ett givet sammanlagt tvärsnitt för dessa. Stiger nu exempelvis koncentrationen fasta partiklar på grund av att andelen fasta partiklar i den till- förda produkten har ökat, så ökar därmed även viskositeten på de från centrifugtrumman avförda, fasta partiklarna. Genom denna höjda visko- sitet ökar emellertid även mängden koncentrerade fasta partiklar som medföres väggarna i den flänslösa ringkammaren, så att koncentratet fasta partiklars periferihastighet reduceras kraftigt på sin väg radiellt inåt, varigenom vätsketrycket vid kanalernas utlopp minskar avsevärt. Den till förfogande stående tryckdifferensen mellan kana- lernas inlopp i rummet för fasta partiklar och kanalernas utloppsöpp- ningar i den flänslösa ringkammaren ökas därigenom, varvid mängden ut- tagna fasta partiklar ökar. Detta leder samtidig minskning av kon- centrationen och därmed även viskositeten hos de fasta partiklarna, så att medbringandet i den flänslösa ringkammaren åter reduceras och vätsketrycket åter höjes.

Centrifugtrumman kan emellertid även vara så utformad, att den flänslösa ringkammaren står i förbindelse med den inre kammaren via sin yttre begränsning och att kanalerna mynnar ut vid dess inre begränsning. Trycket, som de fasta partiklarna i detta utförande ut- övar på den flänslösa ringkammarens yttre begränsning, är större ju högre periferihastighet de fasta partiklarna har vid detta ställe.

Eftersom koncentrat med hög viskositet på vägen från en liten diameter i den flänslösa ringkammaren till en större diameter i densamma acce- lererar mera än koncentrat med låg viskositet, är det till förfogande stående trycket likaledes högre. Därigenom erhålles med stigande viskositet likaledes ett ökande genomflöde genom den flänslösa ring- kammaren, varvid även den redan beskrivna automatiska regleringseffek- ten erhålles.

Vid ett fördelaktigt utförande av uppfinningen kan efter den flänslösa ringkammaren vara insatt åtminstone en ytterligare flänslös ringkammare och ringkamrarna vara så förbundna med varandra, att de fasta partiklarna måste passera ringkamrarna efter varandra på sin väg till den inre kammaren, varvid de genomströmmar den ena ringkammaren utifrån och in och den andra ringkammaren inifrån och ut.

Genom anordning av ytterligare, med varandra förbundna ringkammare kan 502 308 4 den önskade verkan ökas godtyckligt vid givna diametrar hos dessa ringkamares yttre och inre begränsningar.

För att erhålla en optimal funktion hos varje ringkammare är vid förbindelseställena mellan de flänslösa ringkamrarna anordnat flänsar, vilka påtvingar de fasta partiklarna den vid dessa ställen vid varje tillfälle härskande periferihastigheten.

För inställning av grundmängden uttagna fasta partiklar är det fördelaktigt, när de flänslösa ringkamrarnas radiella utsträckning dimensioneras så, att den önskade mängden fasta partiklar uttages ur trumman vid ett givet sammanlagt tvärsnitt hos kanalerna.

Den uttagna mängden fasta partiklar kan emellertid även påverkas därav, att kanalerna utmynnar i den flänslösa kammaren så, att de fasta partiklarna endast måste passera en del av den flänslösa ringkammaren.

En vidare möjlighet att förändra den uttagna mängden fasta partiklar består däri, att före den flänslösa ringkammaren radiellt utåt är inkopplad en med flänsar försedd ringkammare i vilken kana- lerna utmynnar.

Vid given dimensionering av den flänslösa ringkammarens innerdiameter och delningscirkeln, på vilken kanalerna utmynnar i den med flänsar försedda kammaren, blir den radiala utsträckningen av den flänslösa kammaren mindre ju större den radiala utsträckningen av den med flänsar försedda kammaren är. Därmed minskar det från den fläns- lösa kammaren alstrade tryckfallet, och mängden uttagna fasta partik- lar ökar medan vägen, som de fasta partiklarna måste tillryggalägga från kanalerna till den flänslösa kammarens innerdiameter, förblir oförändrad.

En enkel inställning av grundmängden uttagna fasta partik- lar enligt de ovan beskrivna möjligheterna erhålles därigenom, att den flänslösa ringkammaren är så utformad att den är förändringsbar genom utbyte av en insats.

Den flänslösa kammarens höjd väljes företrädesvis så liten att inga fasta partiklar avlagras i den flänslösa ringkammaren tack vare den däri verkande strömningshastigheten.

Vid ett fördelaktigt utförande utmynnar strypställen tan- gentiellt i den flänslösa ringkammaren. s 502 308 Genom den tangentiella anordningen av utloppsöppningarna uppnås att strömningshastigheten hos de i kanalerna strömmande fasta partiklarna adderas till centrifugtrummans periferihastighet vid in- matningsstället för de fasta partiklarna i den flänslösa ringkammaren.

Därigenom står större differenser mellan de fasta partiklarnas perife- rihastighet vid inmatningsstället i ringkammaren och ringkammarens periferihastighet vid utloppsstället för de fasta partiklarna till förfogande för förändring av de fasta partiklarnas kinetiska energi.

Utmynnar kanalerna i ringkammaren vid dennas inre begräns- ning skall kanalernas utloppsöppningar anordnas mot centrifugtrummans rotationsriktning. De fasta partiklarnas periferihastighet reduceras lika mycket som deras strömningshastighet i utloppsöppningarna i för- hållande till ringkammarens periferihastighet på detta ställe. På sin väg till ringkammarens yttre begränsning kan de fasta partiklarna maximalt påtvingas den här härskande periferihastigheten. Den möjliga differensen mellan dessa hastigheter har därvid ökats genom den före- slagna typen av matning av de fasta partiklarna, och därigenom har även regleringsområdet för viskositetsberoende förändring av den ring- kammaren genomströmmande mängden fasta partiklar ökats. Är kanalerna anordnade vid ringkammarens yttre begränsning, så skall kanalernas utloppsöppningar anordnas i centrifugtrummans ro- tationsriktning för att kunna utgå från en större periferihastighet vid genomströmmande av ringkammaren mot dess inre begränsning.

Ytterligare fördelaktiga utföranden framgår av under- kraven.

Utföringsexempel på uppfinningen visas på ritningarna och skall i det följande beskrivas närmare. Fig. 1 är ett delsnitt genom centrifugtrumman, fig. 2 visar den flänslösa ringkammaren anordnad i en insats, fig. 3 visar en centrifugtruma med två med varandra förbundna flänslösa ringkammare, fig. 4 visar en centrifugtrumma med ett tangentiellt i den flänslösa ringkammaren utmynnande strypställe (munstycken) och fig. 5 är ett snitt längs linjen II-II i fig. 4.

I fig. 1 är centrifugtrumman betecknad med 1, i vars lock 2 kanalerna 3 med munstyckena (strypställen) 4 är belägna. Kanalerna 3 utgår från kamaren 5 för fasta partiklar och utmynnar i den flänslösa 502 508 16 ringkammaren 6 vid dess yttre begränsning 7. Den flänslösa ringkamma- ren 6 står i sin tur, vid sin inre begränsning 8 via en ringspalt 9 i förbindelse med en kammare 10, i vilken ett skalorgan 11 är anordnat.

Ytterligare ett i en kammare 12 anordnat skalorgan 13 leder till en avloppsledning 14 med en däri anordnad tryckregleringsventil 15. Pro- dukttilloppet 16 utmynnar i inloppsrummet 17.

Det via produkttilloppet 16 tillförda centrifugeringsgodset renas i trumman 1, och de avskilda fasta partiklarna ansamlas i kam- maren 5 för fasta partiklar och ledes därifrån via kanaler 3 och mun- stycken 4 till den flänslösa ringkammaren 6. Så länge koncentratet av fasta partiklar fortfarande är tunnflytande, ökar det på sin väg radiellt inåt genom den flänslösa ringkammaren 6 sin vid munstycket 4 påtvingade periferihastighet och åstadkommer därigenom ett relativt stort strömningsmotstånd i den flänslösa ringkammarens 6. Därför kan munstyckenas 4 tvärsnitt hållas relativt stora, eller också kan mun- styckena avvaras helt, varvid grundinställningen för den avledda mäng- den fasta partiklar utföres genom val av den flänslösa ringkammarens 6 inre diameter. Med tilltagande viskositet hos de fasta partiklarna på- tvingas desamma genom den större friktionen mot väggarna i den fläns- lösa ringkammaren 6 den inåt avtagande periferihastigheten, varigenom vätsketrycket på munstyckena 4 minskas och mängden avledda fasta par- tiklar stiger. Detta leder åter till en minskning av koncentrationen fasta partiklar och därmed till en minskning av viskositeten. Med tilltagande viskositet hos de fasta partiklarna höjes dessas avlopps- mängd automatiskt, och vid avtagande viskositet reduceras avloppsmäng- den automatiskt. Detta motsvarar det kända regleringsförhållandet vid hittills använda, utanför centrifugtrumman anordnade regleringsanord- ningar I fig. 2 är den flänslösa ringkammaren 6 anordnad i en ut- bytbar insats 18. Därigenom är en snabb anpassning av centrifugtrumman till olika användningsområden möjlig. Vid oförändrade diametrar kan den flänslösa ringkammarens 6 radiella utsträckning förändras mycket enkelt genom förkoppling av en med flänsar 19 försedd ringkammare 20, exempelvis genom tillbakavridning av flänsarna 19. I insatsen 18 kan även munstyckena 4, 4' vara anordnade på olika delningscirklar 21, 22, till vilka kanaler 3, 3' alltid för, varvid genom motsvarande vridning 7 502 308 av insatsen 18 antingen munstyckena 4 på den yttre delningscirkeln 21 eller munstyckena 4' på den inre delningscirkeln 22 sammanfaller med de tillhörande kanalerna 3, 3' och frilägger dessa för avgivande av fasta partiklar.

Fig. 3 visar en centrifugtrumma med två med varandra för- bundna flänslösa ringkammare 6, 6”. Vid förbindelsestället mellan des- sa ringkammare 6, 6' vilket samtidigt är dessas inre begränsning 8, 8', är flänsar 23 anordnade. Medelst flänsarna 23 bringas de fasta partiklarna vid omlänkningen från den ena ringkammaren 6 till den andra ringkammaren 6' först åter till den vid förbindelsestället härs- kande periferihastigheten.

I fig. 4 utmynnar de i insatskroppar 24 anordnade mun- styckena 4 i den flänslösa ringkammaren 6 tangentiellt till centrifug- trummans rotationsriktning (fig. 5). De avskilda fasta partiklarna ledes via kanalerna 3 och munstyckena 4 till den flänslösa ringkamma- ren 6. Genom det tangentiella anordnandet av munstyckena 4 i centri- fugtrummans rotationsriktning adderas de fasta partiklarnas ström- ningshastighet till den flänslösa ringkammarens 6 periferihastighet på detta ställe.

Claims (17)

°Q 502 308 10 15 20 25 30 35 PATENTKRAV

1. Kontinuerligt arbetande centrifugtrumma (l) för koncentrering av suspenderade fasta partiklar, vid vilken de koncentrerade fasta partiklarna ledes från en yttre kammare (5) för fasta partiklar i trumman (1) via kanaler (3, 3') till en inre kammare (10) i trumman, fràn vilken de koncentrerade fasta partiklarna kontinuerligt uttages, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att mellan den inre kammaren (10) och kanalerna (3, 3') är anordnad åtminstone en flänslös ringkammare (6) med en yttre begränsning (7) och en inre begränsning (8) pà så sätt att de fasta partiklarna måste passera den fràn en begränsning till den andra.

2. Centrifugtrumma enligt kravet 1, t e c k n a d d ä r a v, att den flänslösa ringkammaren (6) via sin inre begränsning (8) stàr i förbindelse med den inre kammaren (10) och att kanalerna (3, 3') utmynnar i ringkammaren (6) vid dess yttre begränsning.

3. Centrifugtrumma enligt kravet 1 eller 2, att den flänslösa k ä n n e - k ä n - n e t e c k n a d d ä r a v, ringkammaren (6) via sin yttre begränsning (7) stàr i förbindelse med den inre kammaren (10) och att kanalerna (3, 3') utmynnar i förstnämnda kammare (6) vid den inre begränsningen (8).

4. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d att efter den flänslösa ringkammaren (6) är insatt åtminstone en ytterligare flänslös ringkammare (6') och att ringkamrarna (6, 6') är så förbunden med varandra, att de fasta partiklarna pà sin väg till den inre kammaren (10) máste d ä r a v, passera ringkamrarna (6, 6') efter varandra, varvid de genomströmmar den ena av ringkamrarna (6, 6') utifrån och in och den andra av ringkamrarna (6, 6') inifrån och ut.

5. Centrifugtrumma enligt kravet 4, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att flänsar (23) är anordnade vid förbindelsestället mellan de flänslösa ringkamrarna (6, 6')- 10 15 20 25 30 35 q 502 308

6. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att de flänslösa ringkamrarna (6, 6') är så dimensionerade, att den önskade mängden fasta partiklar uttages ur trumman vid ett givet totaltvärsnitt för kanalerna (3, 3').

7. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att kanalerna (3') utmynnar i den flänslösa ringkammaren (6) på så sätt, att de fasta partiklarna endast måste passera en del av den flänslösa ringkammaren (6).

8. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att före den flänslösa ringkammaren (6) och radiellt utanför densamma är insatt en med flänsar (19) försedd ringkammare (20), i vilken kanalerna (3) utmynnar.

9. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-8, att de flänslösa k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, ringkamrarna (6, 6') är så utformade, att de kan förändras genom utbyte av en insats (18).

10. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-9, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att de flänslösa ringkamrarnas (6, 6') höjd "H" väljes så liten, att inga fasta partiklar avlagras i de flänslösa ringkamrarna (6, 6') tack vare den däri verkande strömningshastigheten.

11. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-10, k ä n n e t e c k n a d d ä r 3') uppvisar till dessa hörande a v, att kanalerna (3, munstycken (strypställen) (4, 4').

12. Centrifugtrumma enligt kravet 11, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att munstyckena (4, 4') är anordnade i kanalerna (3, 3').

13. Centrifugtrumma enligt d ä r 4') är anordnade i insatsen (18).

14. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-13, k ä n n e t e c k n a d att i avloppsledningen (14) för den renade fasen är anordnad en något av kraven ll och 12, att munstyckena (4, k ä n n e t e c k n a d a v, d ä r a v, 502 10 15 20 25 30 35 308 /Û tryckregleringsventil (15).

15. Centrifugtrumma enligt något av kraven 1-14, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att munstyckena (4, 4') utmynnar tangentiellt i den flänslösa ringkammaren (6).

16. Centrifugtrumma enligt kravet 15, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att munstyckena (4, 4') är anordnade mot centrifugtrummans rotationsriktning och att de utmynnar i den flänslösa ringkammaren (6, 6') vid dennas inre begränsning.

17. Centrifugtrumma enligt kravet 15, t e c k n a d d ä r a v, att munstyckena (4, 4') är anordnade i centrifugtrummans rotationsriktning och att de utmynnar i ringkammaren (6) vid dennas yttre begränsning. k ä n n e -