WO1993019853A2 - Zentrifuge - Google Patents

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WO1993019853A2
WO1993019853A2 PCT/EP1993/000776 EP9300776W WO9319853A2 WO 1993019853 A2 WO1993019853 A2 WO 1993019853A2 EP 9300776 W EP9300776 W EP 9300776W WO 9319853 A2 WO9319853 A2 WO 9319853A2
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rotor part
centrifuge
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radial
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Adalbert Nagy
Original Assignee
Adalbert Nagy
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls
    • B04B7/12—Inserts, e.g. armouring plates
    • B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape

Definitions

  • the invention relates to a centrifuge with the features of the preamble of claim 1.
  • Centrifuges are used to separate liquid mixtures, eg. B. for skimming milk.
  • liquid mixtures eg. B. for skimming milk.
  • centrifuges they have up to 100 conical plates one above the other with an angle of 30 ° to 40 ° to the axis. The distance between the plates is a few tenths of a millimeter.
  • the liquid mixture gets into the columns of the plate pack, the heaviest phase, e.g. B. skimmed milk is flung to the outside, the lighter, e.g. B. cream, pushed to the inside; both are continuously withdrawn.
  • the plate pack is used, between the gaps of which this phase flows radially upwards from the centrifuge centrifuge.
  • centrifuges have been described in GM-U-1 755 388, among others.
  • a revolving cell wheel serves as a continuous device for clearing out the material accumulating in the radial outer region of the centrifuge centrifuge.
  • the disadvantage of these known centrifuges, in particular their aforementioned discharge or clearing devices, is, inter alia, that, for. B. when dewatering goods to be centrifuged with a low solids content, the desired high degree of dewatering is not guaranteed because part of the liquid penetrates into the cells of the cellular wheel and thereby reaches the collecting space for the solid material.
  • Another disadvantage of the known centrifuges is that they can generally only be used for the specific separation tasks for which they are designed, so that these centrifuges are very specialized and, in this respect, expensive special devices .
  • centrifuges Another disadvantage of the known centrifuges is that the material to be centrifuged is not always spared to the desired extent and that there is a risk of structural changes in the material to be centrifuged due to high shear forces or the like which become effective .
  • the invention is based on the object of creating a centrifuge of the type mentioned at the outset which enables improved selectivity.
  • a centrifuge with the features of claim 1 is proposed.
  • the plates of the plate package - as seen in axial section - are concave, particularly parabolic, they can not only allow the fluid to remain in the interstices of the plate package, but also the development of the centrifugal forces on the path of the fluid from the radially outer inflow gap to the radially inner outflow gap are advantageously influenced.
  • the fluid flow directed upwards / inwards in the spaces between the plate packs describes a spiral path without sharp deflections.
  • the fluid flows in from each of the intermediate spaces from the radial outer edge of the plate packet, so that the superimposed spiral flow gradually increases the flow velocity in the intermediate spaces located downstream as seen in the flow direction.
  • the centrifugal forces seen in the main flow also increase from intermediate space to intermediate space. But this happens gradually, i. H. without abrupt accelerations and without the occurrence of additional shear forces.
  • Openings provided circumferentially in the plates of the plate pack which preferably have an elliptical layout, with, particularly preferably, the main axis of the ellipse being arranged in the circumferential direction of the plate pack, in addition to a certain fluid exchange between the plates thus fluidically connected interspaces between the plates - flow vortices arise.
  • microparticles entrained by the fluid can be removed from the spaces between the plates and returned to the centrifugal space.
  • the above-mentioned increase in speed of the fluid from space to space of the plate pack can advantageously be varied by varying the distance between the spaces between the "plates" of the plate pack.
  • the width of the spiral-shaped outlet gap on the radial inside of the plate package can change its width, as seen in the axial direction, along its course (claim 10). An increasing decrease in these distances in the flow direction would increase the flow velocity even more.
  • the intermediate spaces and / or the spiral outlet gap can be widened when viewed in the direction of flow.
  • a centrifuge according to the invention can work particularly effectively if it is combined with a quasi-continuously operating discharge device for the specifically heaviest goods according to the features of claims 6 to 10.
  • a centrifuge according to claim 6 can, however, also advantageously be used independently of the features of claim 1.
  • a third rotor part which rotates at the same speed on the radial inside of the first rotor part with the cellular wheel and has openings aligned with the cells of the second rotor part ensures that the cells of the cellular wheel are very quickly and very completely and evenly the material to be discharged from the centrifugal chamber can be filled as soon as they overlap an outlet opening of the centrifugal chamber. Sufficient time can be made available for the material to be discharged to accumulate in the openings in the third rotor part over a comparatively long period of time before the respective cell-like opening in the third rotor part with an outlet opening of the first rotor part overlapped.
  • the aforementioned third rotor part, in particular according to the feature h) of claim 1 can also be used in centrifuges or discharge or clearing devices for centrifuges of this type, in which the rotational speed of the cell wheel differs from the rotational speed of the inner (first) rotor part only during certain periods of time, and / or in which the closing element serving as the outer jacket does not or does not continuously rotate with the emptying windows at the same speed as the inner (first) rotor part.
  • the centrifuging task (clarifying, classifying, thickening, dewatering or the like) can be varied without problems. It is also possible to control the centrifuge as a function of the inlet and outlet characteristics of the material to be centrifuged. The shear forces acting on the material to be centrifuged can be kept comparatively small.
  • centrifuging tasks for the separation of multicomponent systems such as "solid-liquid", "liquid-liquid” can be performed.
  • a self-emptying cigarette cutter according to the invention can be used as a universal machine for a wide variety of separation tasks, such as. B.
  • centrifuges can also be used in systems which are difficult to separate and, if desired, can simultaneously separate into three end products.
  • centrifuge according to the invention is not only universally applicable, continuously operable, can be optimized to a high degree in process parameters, but is also comparatively easy to manufacture, operate and maintain.
  • FIG. 1 shows a centrifuge according to the invention in the axial section (section along the line I-I according to FIG. 2);
  • Fig. 2 the same centrifuge in radial section (section along the line II-II of FIG. 1) and
  • FIGS. 1 and 2 show a schematic of a centrifuge according to FIGS. 1 and 2, which is greatly distorted to scale, since an axially exploded view of a teler packet.
  • the material to be centrifuged flows e.g. B. milk to be skimmed, via a feed pipe 54 to a centrifugal chamber 50.
  • the centrifugal chamber is essentially surrounded by a housing cover 51 and a cup-shaped housing base 52.
  • This rotationally symmetrical housing can be set in rotation via a pulley 53.
  • a drive shaft 62 for driving a drive actuator 60 is mounted twice in the housing base 52.
  • the plate 60 is set in rotation via a pulley 63 which is connected to the drive shaft 62 in a rotationally fixed manner.
  • the two rotational speeds can be of the same size or, as is preferred, of different sizes, the difference in speed preferably being changeable.
  • the inflowing fluid flows along the approximately (seen in axial section) parabolic surface 61 of the drive actuator 60 to the centrifugal chamber 50, in the radial outer region of which a quasi-continuously operating discharge device 10, 20, 30, 40 contains the specific heaviest components of the centrifuging good.
  • the drive actuator 60 carries, by means of fastening elements 78 and 79, a plate pack 70 which has parabolic inner and outer walls 77 and 76, the inner wall 77 together with the drive actuator 60 defining an inflow channel and the outer wall 76 together with the likewise approximately parabolically curved housing cover 51 defines an outlet gap space for fluid, in particular a third phase to be separated.
  • the plate pack 70 is thus surrounded by sufficiently strong, likewise plate-shaped walls (outer wall 76 and inner wall 77) in a housing-like manner, fastening elements 78 and 79 affixing the plate pack 70 to the drive actuator 60 and forming the entry gap spaces 64 and the exit gap spaces 65 allow the bottom and top of the plate pack.
  • the actual plate pack 70 is arranged between the inner and outer walls 77 and 76.
  • the "plates" 72 of the parcel are bent parabolically and together form a spiral, as is shown schematically in FIG. 3 and is strongly distorted to scale.
  • the gap width 73 from the radial outside of the liner package serving as fluid inlet to the radial inner edge of the patent varies from a value h max. to a value h min.
  • the "plates" 72 have openings 74 distributed uniformly over the circumference, preferably elliptical in cross section, with the large ellipse axis preferably pointing in the circumferential direction.
  • the spiral-shaped outlet opening 75 of the plate pack 70 on its radial inner side increases more and more from the innermost, plate 72 of the plate pack 70 closest to the drive plate 60 starting from the width — seen in the axial direction — toward the other spiral end .
  • the plates of the plate package 70 can, for. B. be made of aluminum and / or plastic. Your mutual Distance depends on the application of the separator and can e.g. B. vary between 0.5 and 20 mm.
  • centrifugal and hydraulic forces for increasing the selectivity of the separator are used more effectively than in known separators.
  • shear forces in the critical transition zones between the centrifugal chamber 50 and the plate pack 70 are reduced and the goods to be centrifuged are thus particularly well protected.
  • the discharge device 10, 20, 30, 40, with which the plate packet designed according to the invention can be used in a particularly advantageous manner, is described below.
  • a centrifuge according to the invention has a rotor, generally designated 100.
  • the rotor 100 consists of two rotor parts 10 and 20 which rotate coaxially at different speeds but in the same sense.
  • ste) rotor part 10 is an annular cylindrical shell, z. B. made of metal, ceramic material or plastic and provided with three large, evenly distributed over the circumference arranged outlet openings 12.
  • the latter have an approximately rectangular cross section and are as high as possible in the axial direction of the rotor; their width takes (as Fig. 2 shows) an angle of about 50 °, based on the center of the rotor.
  • the first rotor part 10 On its cylindrical outer wall 11, the first rotor part 10 is surrounded by a cylindrical inner wall 23 of the second rotor part 20 - with as little radial play as possible, but permitting mutual rotation of the two rotor parts with respect to one another.
  • the outlet openings 12 of the first rotor part 10 can in principle have a freely selectable cross section. For certain applications, it is also conceivable as advantageous that the side edges of the outlet openings 12, which run essentially in the axial direction of the rotor, have a certain angle of z. B.
  • This inclination facilitates the transfer of the material to be discharged from the rotor part 30 into the rotor part 20, which is yet to be explained, or can be used to peel off the good to be discharged are used as soon as the cells 22 of the second rotor part 20, which are yet to be explained, slide behind the outer wall 11 of the first rotor part 10; z.
  • a sedimented cake can be cut more easily by the knife-like rotor part 10.
  • the first rotor part 10 is connected in one piece to a housing cover 51 which, together with a housing base 52 and a radial closing wall 41, encloses a rotor chamber (centrifugal chamber 50).
  • the housing cover 51, the housing base 52 and the closing wall 41 can, for. B. connected with externally attached brackets or other means.
  • the housing cover or the housing base can be pot-shaped, in particular can be integrally connected to the closing wall 41.
  • the first rotor part 10 and the closing walls 41 forming a closing element 40 with the emptying windows 42 provided therein therefore run at the same speed.
  • the rotary drive takes place on the housing base 52 by means of drive belt pulleys 53.
  • the second rotor part 20 of the rotor 100 is designed as a so-called cellular wheel and has a rotationally symmetrical circular cylindrical inner wall 23, as mentioned above, closely enveloping the outer wall 11 of the first rotor part 1 and an outer wall 21 running parallel thereto.
  • the cells 22 are on at least two points distributed symmetrically over the circumference of the second rotor part 20 and provided with radially inner inlet openings 22A and radially outer outlet openings 22B.
  • the number of cells 22 of the second rotor part 20 preferably clearly outweighs the number of outlet openings 12 of the first rotor part 10.
  • the number, size and arrangement of the Cells 22 are provided such that at least about four cells 22 arranged one behind the other in the circumferential direction can cover each outlet opening 12 of the first rotor part 10 at the same time.
  • four cells 22 of the second rotor part 20 cover each of the three outlet openings 12 of the first rotor part 10. Accordingly, five cells 22 of the second rotor part 20 become simultaneously from the outer wall 11 of the first rotor part 10 covered.
  • the former ensures that the cells 22 are completely filled with the material to be discharged, and thus the greatest possible displacement of material that is not to be discharged and at the same time a high discharge rate.
  • the second ensures a very good seal between the centrifugal chamber 50 and the emptying windows 42 without great technical effort.
  • the density of the cells, ie their number per circumferential length unit is preferably about 2 to 3 times as large as shown in the drawing.
  • the cross sections of the cells 22 are rectangular in the exemplary embodiment shown and in this respect preferred, the height of the cells 22 seen in the axial direction of the rotor preferably being as large as the corresponding height of the outlet openings 12 of the first rotor part 10.
  • the closing element 40 which in the exemplary embodiment is circular and cylindrical and forms the outer jacket of the rotor 100 and which, as mentioned, forms part of the housing enclosing the centrifugal chamber 50, is pierced by the emptying windows 42, which in turn are preferably a rectangular, but in particular with the cells 22 of the second rotor part 20 and in particular with their outlet openings 22B have a substantially identical cross section and are arranged such that - as well Already between the first rotor part 10 and the second rotor part 20 - a practically complete covering of the adjacent openings is possible, so that the emptying of the cells 22 is as problem-free as possible.
  • the emptying windows 42 which in turn are preferably a rectangular, but in particular with the cells 22 of the second rotor part 20 and in particular with their outlet openings 22B have a substantially identical cross section and are arranged such that - as well Already between the first rotor part 10 and the second rotor part 20 - a practically complete covering of the adjacent openings is possible, so
  • the emptying windows 42 not to run radially, but rather axially or obliquely in the closing element 40.
  • Such arrangement options are known from DE 34 09 107 C2 of the applicant. Again, if possible, no radial play is provided between the outer wall 21 of the second rotor part 20 and the inner wall 43 of the closing element 40; Despite the relatively good sealing of the cells 22, there should not be too high frictional resistances between the parts moving relative to one another.
  • the third rotor part 30 is designed as a cellular wheel largely corresponding to the second rotor part 20.
  • a second conical plate 60 with an approximately parabolically shaped surface 61 serves as the drive for the second rotor part 20 and the third rotor part 30, which rotates at the same speed, preferably the same, and the cup-shaped, coaxially double-walled outer edge of the two Carries rotors 20 and 30 or forms.
  • the plate 60 can be driven via a shaft 62 which is double-rotatably mounted in the housing base 52 of the centrifugal chamber 50 and thus connected to pulleys 63 in a rotationally fixed manner, with the speed of the first rotor part 10 being generally different, preferably variable.
  • Annular grooves 14, 24, 34 and slide rings 15, 25, 35 are provided for guiding the free ends of the rotor parts 10, 20 and 30.
  • the groove 14 provided for guiding the first rotor part 10 and the sliding ring 15 are provided on the periphery of the plate 60 at the foot of the radial spacing gap between the second and third rotor parts.
  • the grooves 24 and 34 and the sliding rings 25 and 35 for the second and third rotor part are provided on the side of the root of the first rotor part in the housing cover 51.
  • adjacent rotor parts are preferably made of different materials, such as B. stainless steel on the one hand and self-lubricating plastic on the other.
  • the specifically heaviest constituents of the material to be centrifuged initially collect in the radially outermost annular space area of the centrifugal chamber 50. This is only shown in the left half of the figure in FIG. 2. These components of the material to be centrifuged gradually collect in the openings 32 of the third rotor part 30. This occurs during the period in which the outer wall 31 of the third rotor part 30 is covered by the inner wall 13 of the first rotor part 10. Due to the different speed of rotation of the second and third rotor parts on the one hand and of the first rotor part and of the closing element on the other hand, those migrate with the one to be discharged Well-filled openings 32 of the third rotor part 30 successively towards the outlet openings 12 of the first rotor part 10.
  • the contents of one opening 32 after the other are emptied, in that the components which are heavier in specific terms are discharged radially outwards than the specific lighter components into the outlet opening 12 and subsequently push into the cell 22 lying radially behind it.
  • This process is shown on the left in Fig. 2.
  • the process of enriching specifically heavier components of the material to be centrifuged continues in the cells 22, whereby the frontmost cell in the direction of rotation is more completely filled with the specific heaviest product than the cells lagging behind.
  • the cells 22 subsequently disappear one after the other on the radial outside of the first rotor part 10, where they move towards the next emptying window 42 of the closing element 40, in order to throw off their contents there outside the rotor.
  • the cells 22 completely emptied in this way then advance between the inner wall 43 of the closing element 40 and the outer wall 11 of the first rotor part 10 in the direction of the next outlet opening 12 of the first rotor part 10, where the next filling process of the cell in question begins. 2
  • the specifically heaviest components of the centrifuged material are shown as dots, but are omitted in the right half of the figure for the sake of clarity. Reference symbol list:

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  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Bei einer Tellerzentrifuge wird die Trennschärfe bei gleichzeitiger Schonung des Zentrifugates dadurch vergrößert, daß die Teller (72) eines das Zentrifugat aus einer Schleuderkammer (50) nach radial innen hin abführenden Tellerpaketes (70) im Axialschnitt gesehen konkav einfallend durchgebogen und - vorzugsweise - zu einer Tellerspirale miteinander verbunden sind. Eine Austragsvorrichtung der Zentrifuge für die spezifisch schwereren Bestandteile des zu zentrifugierenden Gutes zeichnet sich durch insgesamt vier zueinander drehbewegliche Rotorteile (10, 20, 30, 40) aus, deren radial innerstes Rotorteil (30) eine Voreindickung gestattet und dadurch die Trennschärfe verbessert.

Description

Zentrifuge
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit den Merkma¬ len des Oberbegriffs von Anspruch 1.
Erfindungsgemäße Zentrifugen, sogenannte Tellerzeπtri- fugen - auch als Separatoren bekannt, dienen zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen, z. B. zum Entrahmen von Milch. Sie haben bei bekannten Zentrifugen bis etwa 100 ϋbereinan- derliegende konische Teller mit einem Winkel von 30° bis 40° zur Achse. Der Teller-Abstand beträgt einige zehntel Milli¬ meter. Das Flüssigkeitsgemisch gelangt in die Spalten des Tellerpakets, die schwerste Phase, z. B. Magermilch, wird an die Außenseite geschleudert, die leichtere, z. B. Rahm, an die Innenseite gedrängt; beide werden kontinuierlich abgezo¬ gen. Zur Verbesserung der Trennwirkung und zum Abziehen der spezifisch leichteren Phase dient das Tellerpaket, zwischen dessen Spalten diese Phase vom Schleuderraum der Zentrifuge aus radial inwärts aufwärts strömt.
Die Trennschärfe gattungsgemäßer Zentrifugen läßt zu wünschen übrig. Außerdem wirken bei den hohen Umdrehungsge¬ schwindigkeiten der Zentrifugen, die z. B. bei 15.000 Um¬ drehungen pro Minute liegen können, erhebliche Scherkräfte auf das zu zentrifugierende Gut ein, welche das zu zentrifu- gierende Gut in seinen Eigenschaften verändern können. Schließlich handelt es sich bei den bekannten Zentrifugen um für den einzelnen Anwendungsfall besonders spezialisierte und daher besonders aufwendige Geräte. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Aus- tragsvorrichtung der Zentrifuge für die spezifisch schwe¬ reren Bestandteile des zu zentrifugierendeπ Gutes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 6.
Derartige Zentrifugen sind unter anderem in der GM-U-1 755 388 beschrieben worden. Bei diesen bekannten Zentrifugen dient ein umlaufendes Zellenrad als kontinuierliche Vor¬ richtung zum Ausräumen des im radialen Außenbereich der Schleuderkammer der Zentrifuge sich ansammelnden Gutes. Der Nachteil dieser bekannten Zentrifugen, insbesondere deren vorerwähnten Austrags- oder Ausräumvorrichtungen besteht un¬ ter anderem darin, daß, z. B. beim Entwässern von zu zen¬ trifugierenden Gütern mit geringem Feststoffgehalt, der an¬ gestrebte hohe Entwässerungsgrad nicht gewährleistet ist, weil ein Teil der Flüssigkeit in die Zellen des Zellenrades eindringt und hierdurch in den Auffangraum für das Festgut gelangt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Zentrifugen be¬ steht darin, daß sie in der Regel nur für die konkrete Tren- nuπgsaufgäbe, für welche sie konzipiert sind, einsetzbar sind, daß es sich also bei diesen Zentrifugen um sehr spe¬ zialisierte und insoweit kostspielige Spezialvorrichtuπgen handelt.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Zentrifugen be¬ steht schließlich darin, daß das zu zentrifugierende Gut nicht immer in dem gewünschten Maß geschont wird und die Ge¬ fahr von Strukturveränderungen des zu zentrifugierenden Gu¬ tes aufgrund hoher wirksam werdender Scherkräfte o. dgl. be¬ steht.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu¬ grunde, eine Zentrifuge der eingangs genannten Art zu schaf¬ fen, die eine verbesserte Trennschärfe ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Zentrifuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen.
Dadurch, daß die Teller des Tellerpaketes - im Axial¬ schnitt gesehen - konkav einfallend, insbesondere parabel- för ig, durchgebogen sind, kann nicht nur die Verweildauer des Fluides in den Zwischenräumen des Tellerpaketes, sondern auch die Entwicklung der Zentrifugalkräfte auf dem Weg des Fluides vom radial außeπliegendeπ Zuströmspalt bis zum ra¬ dial innenliegenden Ausströmspalt vorteilhaft beeinflußt werden .
Durch eine spiralförmige Ausbildung des Tellerpaketes (Anspruch 2) beschreibt die in den Zwischenräumen des Tel¬ lerpaketes aufwärts/einwärts gerichtete Fluidströmung einen spiralförmigen Weg ohne scharfe Umlenkungen. Dabei strömt jedem der Zwischenräume vom radialen Außenrand des Tellerpa¬ ketes her das Fluid zu, so daß sich durch die überlagerte spiralförmige Strömung, die Strömungsgeschwindigkeit in den in Strömungsrichtung gesehen Strom ab sich befindenden Zwi¬ schenräumen allmählich vergrößert. Dadurch vergrößern sich auch die Zentrifugalkräfte in Hauptströmung gesehen von Zwi¬ schenraum zu Zwischenraum. Dies geschieht aber allmählich, d. h. ohne abrupte Beschleunigungen und ohne das Auftreten zusätzlicher Scherkräfte.
Umfangs verteilt in den Tellern des Tellerpaketes vor¬ gesehene Durchbrechungen (nach Anspruch 3) , die vorzugsweise einen elliptischen Grundriß aufweisen, wobei, besonders be¬ vorzugt, die Hauptachse der Ellipse in Umfangsrichtung des Tellerpaketes angeordnet ist, lassen - neben einem gewissen Fluidaustausch zwischen den somit fluidisch verbundenen Zwi¬ schenräumen zwischen den Tellern - Strömungswirbel entste¬ hen. Hierdurch können von dem Fluid mitgenommene Mikroparti- kel aus den Zwischenräumen zwischen den Tellern entfernt und wieder in den Schleuderraum zurückgeführt werden.
Die obenerwähnte Geschwindigkeitsvergrößeruπg des Fluids von Zwischenraum zu Zwischenraum des Tellerpaketes kann vorteilhaft dadurch variiert werden, daß der Abstand der Zwischenräume zwischen den "Tellern" des Tellerpaketes variiert wird. Insbesondere kann die Breite des spiralförmi¬ gen Austrittsspaltes an der radialen Innenseite des Teller¬ paketes seine in Achsrichtung gesehene Breite entlang seines Laufes verändern (Anspruch 10) . Eine in Strömungsrichtung gesehen zunehmende Verringerung dieser Abstände würde die Strömungsgeschwindigkeit noch mehr verstärken. Da es aber gewünscht sein kann, die Strö ungsgeschwindikeit des Fluides in den einzelnen Radialbereichen des Tellerpaketes von Zwi¬ schenraum zu Zwischenraum gleich groß zu halten, können die Zwischenräume und/oder der spiralförmige Austrittsspalt in Strömungsrichtuπg gesehen breiter werden.
Als besonders vorteilhaft zur Beeinflussung des Ge¬ schwindigkeitsprofiles des in den Tellerzwischeπräumen strö¬ menden Fluides hat sich die Verjüngung des Abstandes der "Teller" von ihren radialen Außenkanten zu ihren radialen Innenkanten hin (nach Anspruch 5) erwiesen.
Eine erfindungsgemäße Zentrifuge kann besonders wir¬ kungsvoll arbeiten, wenn sie mit einer quasi kontinuierlich arbeitenden Austragsvorrichtung für das spezifisch schwerste Gut nach den Merkmalen der Ansprüche 6 bis 10 kombiniert ist. Eine Zentrifuge nach Anspruch 6 ist aber auch unabhän¬ gig von den Merkmalen des Anspruchs 1 vorteilhaft verwend¬ bar. Durch Änderung der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Zellenrad einerseits und dem inneren Rotorteil sowie dem als Außenmantel dienenden Verschließele eπt andererseits, kann eine sehr feinfühlige Anpassung an die jeweils zu bewirkende Stofftrennung erreicht werden. Es können sogar Konzeπtra- tionsänderungen im Zulauf der Zentrifuge berücksichtigt wer¬ den. Durch das Vorsehen eines auf der radialen Innenseite des ersten Rotorteils, mit dem Zellenrad gleich schnell um¬ laufenden, mit den Zellen des zweiten Rotorteils fluchtende Durchbrechungen aufweisenden dritten Rotorteils wird er¬ reicht, daß die Zellen des Zelleπrades sehr schnell und sehr vollständig sowie gleichmäßig mit dem aus der Schleuderkam¬ mer auszutragenden Gut gefüllt werden können, sobald sie in Überdeckung mit einer Austrittsöffnung der Schleuderkammer gelangen. Es kann nämlich jeweils ausreichend viel Zeit da¬ für zur Verfügung gestellt werden, daß sich in den Durch¬ brechungen des dritten Rotorteils der auszutragende Stoff während vergleichsweise langer Zeitspannen ansammeln kann, bevor die jeweilige, zellenartige Durchbrechung des dritten Rotorteils mit einer Austrittsöffnung des ersten Rotorteils in Überdeckung gelangt. Hierdurch ist es möglich, einen an¬ nähernd kontinuierlichen Gutaustrag bei einem relativ hohen Grad der Stofftrenπung zu realisieren und gleichwohl eine relativ einfache Anpassung an die verschiedensten Treπn- aufgaben mit einer einzigen Zentrifuge zu ermöglichen, indem die Relativgeschwiπdigkeit des Zelleπrades bezüglich des in¬ neren (ersten) Rotorteils verändert wird. Ebenso ist es auf konstruktiv sehr einfache Weise möglich, bei ein und dersel¬ ben Zentrifuge das Zellenrad wie auch das dritte Rotorteil gegen solche mit Zellen anderer Größe und/oder anderer Viel¬ zahl auszutauschen, um damit den Anwendungsbereich der Zen¬ trifuge noch weiter zu vergrößern. - Es versteht sich, daß das vorerwähnte dritte Rotorteil, insbesondere gemäß Merkmal h) des Anspruchs 1 auch bei solchen Zentrifugen bzw. Aus- trags- bzw. Ausräumeinrichtungeπ für derartige Zentrifugen verwendbar ist, bei denen die Umlaufgeschwindigkeit des Zel¬ lenrades nur während bestimmter Zeitspannen von der Umlauf¬ geschwindigkeit des inneren (ersten) Rotorteils verschieden ist und/oder bei denen das als äußerer Mantel dienende Ver¬ schließelement mit den Entleeruπgsfenstern nicht bzw. nicht ständig mit der gleichen Geschwindigkeit wie das innere (er¬ ste) Rotorteil umläuft.
Mit einer erfindungsgemäßen Zentrifuge bzw. einer Aus- trags- bzw. Ausräumvorrichtung für eine derartige Zentrifuge kann die Zentrifugieraufgäbe (Klären, Klassieren, Eindicken, Entwässern o. dgl.) problemlos variiert werden. Es ist fer¬ ner möglich, die Zentrifuge in Abhängigkeit von der Zulauf- und Ablaufcharakteristik des zu zentrifugierenden Gutes zu steuern. Die an dem zu zentrifugierenden Gut angreifenden Scherkräfte können vergleichsweise klein gehalten werden. Es können die verschiedensten Zentrifugieraufgaben für die Trennung von MehrstoffSystemen, wie "fest-flüssig", "flüs¬ sig-flüssig" erfüllt werden. Ein erfindungsgemäßer selbst¬ entleerender Zeπtrugalabschneider kann als Universalmaschine für die unterschiedlichsten Trennaufgaben eingesetzt werden, wie z. B. die Aufkonzentrieruπg und Trennung von Feststoffen aus Suspensionen, die Trennung von Flüssigkeitsphaseπ bei gleichzeitiger Abscheidung von Feststoffen, die Klärung von flüssigen Medien, die Entwässerung von Schlämmen und so fort. Als Anwendungsgebiete kommen unter anderem der Um¬ welt-, Nahrungsmittel-, Getränke-, Pharmazie- und Chemie¬ zweig sowie andere Industriezweige in Betracht. Einige che¬ mische Produkte, wie z. B. Polyolefine, Titandioxyde, As- corbinsäure, Kalium-Düngemittel u. a., können in industriel¬ lem Maßstab praktisch nur unter Einsatz von Zentrifugen her¬ gestellt werden. Die gleiche unersetzliche Rollen spielen Zentrifugal-Separatoren auch in der mikrobiologischen Indu¬ strie oder für die Reinigung ölhaltiger Zuschläge. Die er¬ findungsgemäße Zentrifuge ist auch bei schwer trennbaren Sy¬ stemen einsetzbar und kann gewünschtenfalls gleichzeitig ei¬ ne Trennung in drei Endprodukte vornehmen. Die Entleerung der schwersten Phase aus der Zentrifuge vollzieht sich bei voller Drehzahl, welche z. B. bei 15.000 Umdrehungen/Min. liegen kann. Durch diese zugleich schonende und quasi konti¬ nuierliche Entleerung des Schleudergutes wird der Trennpro¬ zeß in der Rotorkammer (Schleuderkammer) so gut wie nicht beeinträchtigt. Eine erfindungsgemäße Zentrifuge ist aber nicht nur unversell anwendbar, kontinuierlich betreibbar, in hohem Maße an Prozeßparameter optimierbar, sondern auch ver¬ gleichsweise einfach herstellbar, bedienbar und zu warten.
Zweckmäßige Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstan¬ des, die insbesondere eine hohe Anpassbarkeit an das zu lö¬ sende Trennungsproblem sowie eine vergleichsweise ausgepräg¬ te Stofftrennung gewährleisten, sind in weiteren Ansprüchen enthalten.
Die vorgenannten, sowie die beanspruchten und in dem Ausführungsbeispiel beschriebenen, erfindungsgemäß zu ver¬ wendenden Bauteile unterliegen in ihrer Größe, Formgestal¬ tung, Materialauswahl und technischen Konzeption bzw. den Verfahrensbediπgungen keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so daß die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegen¬ standes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be¬ schreibung der zugehörigen Zeichnung, in der - beispielhaft - eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zentrifuge und einer entsprechenden Austrags- bzw. Ausräum¬ vorrichtung dargestellt ist. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Zentrifuge im Axialschπitt (Schnitt entlang der Linie I-I gemäß Fig. 2);
Fig. 2 dieselbe Zentrifuge im Radialschnitt (Schnitt entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1) sowie
Fig. 3 von einer Zentrifuge gemäß Fig. 1 und 2 eine schematische, maßstabsmäßig stark verzerrte, da axial auseinandergezogene Darstellung eines Tel¬ lerpaketes.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, strömt das zu zentrifu- gierende Gut, z. B. zu entrahmende Milch, über ein Zuführ¬ rohr 54 einer Schleuderkammer 50 zentral zu. Die Schleu¬ derkammer wird im wesentlichen von einem Gehäusedeckel 51 und einem topfförmigen Gehäuseboden 52 umfaßt. Dieses ro¬ tationssymmetrische Gehäuse ist über eine Riemenscheibe 53 in Drehung versetzbar. Im Gehäusebodeπ 52 ist eine Antriebs¬ welle 62 zum.Antriebe eines Antriebstellers 60 zweifach ge¬ lagert. Der Teller 60 wird über eine mit der Antriebswelle 62 drehfest verbundene Riemenscheibe 63 in Drehung versetzt. Die beiden Rotationsgeschwiπdigkeiten können sowohl gleich als auch, wie bevorzugt, verschieden groß sein, wobei der Geschwiπdigkeitsunterschied vorzugsweise veränderbar ist.
Das zuströmende Fluid strömt entlang der etwa (im Axialschnitt gesehen) parabelförmigen Oberfläche 61 des An¬ triebstellers 60 dem Schleuderraum 50 zu, in dessen radialem Außenbereich eine quasi kontinuierlich arbeitende Austrags¬ vorrichtung 10, 20, 30, 40 die spezifisch schwersten Be¬ standteile des zentrifugierenden Gutes austrägt. Der Aπtriebsteller 60 trägt vermittels Befestiguπgs- elementen 78 und 79 ein Tellerpaket 70, das über parabelför- mige Innen- und Außenwandungen 77 und 76 verfügt, wobei die Innenwanduπg 77 zusammen mit dem Antriebsteller 60 einen Zu¬ strömkanal definiert und die Außenwaπduπg 76 zusammen mit dem ebenfalls etwa parabelför ig gebogenen Gehäusedeckel 51 einen Austrittsspaltraum für Fluid, insbesondere eine dritte abzutrennende Phase definiert. Das Tellerpaket 70 ist also von ausreichend starken, ebenfalls tellerförmigen Wänden (Außenwand 76 und Innenwand 77) gehäuseähnlich umfaßt, wobei Befestigungselemente 78 und 79 eine Befestigung des Teller¬ paketes 70 am Antriebsteller 60 sowie die Bildung der Ein¬ trittsspalträume 64 und der Austrittsspalträume 65 auf der Unter- bzw. Oberseite des Tellerpaketes gestatten.
Zwischen der Innen- und der Außenwaπdung 77 und 76 ist das eigentliche Tellerpaket 70 angeordnet. Die "Teller" 72 des Paketes sind parabolisch durchgebogen und bilden gemein¬ sam eine Spirale, wie sie in Fig. 3 schematisch und maßstäb¬ lich stark verzerrt dargestellt ist. Die Spaltbreite 73 von der als Fluideintritt dienenden radialen Außenseite des Tel¬ lerpaketes zum radialen Inπeπrand des Patentes hin, variiert von einem Wert h max. auf einen Wert h min.. Die "Teller" 72 weisen auf dem Umfang gleich verteilt, im Querschnitt bevor¬ zugt elliptische, mit der großen Ellipsenachse vorzugsweise in Umfangsrichtung weisende Durchbrechungen 74 auf. Die spi¬ ralförmige Austrittsöffnung 75 des Tellerpaketes 70 an des¬ sen radialer Innenseite, nimmt vom Innersten, dem Antriebs¬ teller 60 nächstgelegenen Teller 72 des Tellerpaketes 70 aus beginnend an - in Achsrichtung gesehener - Breite zu dem an¬ deren Spiralende hin immer mehr zu.
Die Teller des Tellerpaketes 70 können z. B. aus Alu¬ minium und/oder Kunststoff geformt sein. Ihr gegenseitiger Abstand ist vom Einsatzzweck des Separators abhängig und kann z. B. zwischen 0,5 und 20 mm variieren.
Durch das zuvor beschriebene, neu gestaltete Tellerpa¬ ket wird u. a. erreicht, daß die Flüssigkeitsströmung im Tellerpaket einen zur Auslaßseite hin gerichteten konti¬ nuierlichen spiralförmigen Weg zurücklegt. Die Verweildauer des zu zentrifugierenden Gutes innerhalb des Tellerpaketes ist daher vergleichsweise groß. Die Zentrifugalkräfte ändern sich entlang dieses Weges. Durch die elliptischen Durchbre¬ chungen 74 entstehen Wirbel innerhalb der ansonsten spiral¬ förmigen Strömung, wodurch kleinste Partikel bzw. spezifisch schwerere Bestandteile aus dem Tellerpaket wieder nach radial außen entfernt werden können. Diese Strömungsvorgänge sind in den Fig. 1 und 2 durch Strömungspfeile und Strö¬ mungslinien schematisch dargestellt.
Durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen werden die Zen¬ trifugal- und hydraulischen Kräfte für die Erhöhung der Se¬ lektivität des Abscheiders wirkungsvoller als bei bekannten Separatoren genutzt. Außerdem werden Scherkräfte in den kri¬ tischen Ubergangszonen zwischen der Schleuderkammer 50 und dem Tellerpaket 70 vermindert und damit das zu zentrifugie- rende Gut besonders gut geschont.
Nachfolgend wird die Austragsvorrichtung 10, 20, 30, 40 beschrieben, mit der kombiniert sich das erfindungsgemäß gestaltete Tellerpaket besonders vorteilhaft verwenden läßt.
Gemäß Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Zentrifuge einen allgemein mit 100 bezeichneten Rotor auf. Der Rotor 100 besteht aus zwei unterschiedlich schnell, aber gleich¬ sinnig koaxial umlaufenden Rotorteilen 10 und 20. Das (er- ste) Rotorteil 10 ist als kreisringförmiger zylindrischer Mantel, z. B. aus Metall, keramischem Werkstoff oder Kunst¬ stoff gestaltet und mit drei großflächigen, über den Umfang gleich verteilt angeordneten Austrittsöffnungen 12 versehen. Letztere haben einen etwa rechteckigen Querschnitt und sind in Achsrichtung des Rotors so hoch wie möglich; ihre Breite nimmt (wie Fig. 2 zeigt) einen Winkel von jeweils etwa 50°, bezogen auf die Rotormitte, ein. An seiner zylindrischen Außenwandung 11 wird das erste Rotorteil 10 von einer zylin¬ drischen Innenwandung 23 des zweiten Rotorteils 20 - mög¬ lichst ohne radiales Spiel, aber eine gegenseitige Ver¬ drehung der beiden Rotorteile zueinander gestattend - umge¬ ben. Entsprechendes gilt für die zylindrische Innenwandung 13 des ersten Rotorteils 10, an der mit dem für eine gegen¬ seitige Verdrehung erforderlichen radialen Spiel eine Aus- senwandung 31 eines dritten Rotorteils 30 dicht vorbeiläuft. Die Austrittsöffnungen 12 des ersten Rotorteils 10 können grundsätzlich einen frei wählbaren Querschnitt haben. Es ist u. a. für gewisse Anwendungsf lle auch als vorteilhaft denk¬ bar, die im wesentlichen in Achsrichtuπg des Rotors verlau¬ fenden Seitenränder der Austrittsöffnungen 12 mit einem be¬ stimmten Winkel von z. B. 1° bis 45° bezüglich der Rotorach¬ se aus der Parallelstellung heraus zu neigen. Im übrigen ist an dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und insoweit bevor¬ zugt vorgesehen, zumindest die in im wesentlichen axialer Richtung sich erstreckenden Begrenzungsränder der Austritts¬ öffnungen 12 des ersten Rotorteils 1 in bezug auf die Ra¬ dialrichtung schräg verlaufen zu lassen; derartige schräge Kanten sind in Fig. 2 mit 12A bezeichnet. Wahlweise kann auch die gegenüberliegende Kante 12B schräg verlaufen. Die Schrägstelluπg ist jeweils nach außen gesehen konisch zulau¬ fend vorgesehen. Diese Schrägstellung erleichtert den noch zu erläuternden Übertritt des auszutragenden Gutes von dem Rotorteil 30 in das Rotorteil 20 bzw. kann zum Abschälen des auszutragenden Gutes genutzt werden, sobald sich die noch zu erläuternden Zellen 22 des zweiten Rotorteils 20 hinter die Außeπwandung 11 des ersten Rotorteils 10 schieben; z. B. kann ein sedimentierter Kuchen vom messerartig wirkenden Ro¬ torteil 10 dadurch leichter durchschnitten werden.
Das erste Rotorteil 10 ist bei dem in Fig. 1 darge¬ stellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel eiπ- stückig mit einem Gehäusedeckel 51 verbunden, welcher ge¬ meinsam mit einem Gehäuseboden 52 und einer radialen Verschließwand 41 eine Rotorkammer (Schleuderkammer 50) um¬ schließt. Der Gehäusedeckel 51, der Gehäuseboden 52 und die Verschließwand 41 können z. B. mit außen angebrachten Klammern oder sonstigen Mitteln verbunden sein. Insbesondere kann dabei der Gehäusedeckel oder der Gehäuseboden topfför- mig ausgebildet, insbesondere mit der Verschließwand 41 ein¬ stückig verbunden sein. Mithin laufen das erste Rotorteil 10 und die ein Verschließelement 40 bildenden Verschließwände 41 mit den darin vorgesehenen Entleerungsfenstern '42 gleich schnell um. Der Drehantrieb erfolgt am Gehäuseboden 52 mit¬ tels Treibriemenscheiben 53.
Das zweite Rotorteil 20 des Rotors 100 ist als soge¬ nanntes Zellenrad ausgebildet und besitzt eine rotations¬ symmetrische, die Außenwandung 11 des ersten Rotorteils 1 - wie erwähnt - eng umhüllende kreiszylindrische Innenwandung 23 sowie eine dazu parallel verlaufende Außenwandung 21. Die Zellen 22 sind an mindestens zwei symmetrisch über den Um¬ fang des zweiten Rotorteils 20 verteilten Stellen angeordnet und mit radial innen liegenden Einlaßöffnungen 22A und ra¬ dial außen liegenden Auslaßöffnungen 22B versehen. Bevorzugt überwiegt die Zahl der Zellen 22 des zweiten Rotorteils 20 die Zahl der Austrittsöffnungen 12 des ersten Rotorteils 10 deutlich. Insbesondere ist die Zahl, Größe und Anordnung der Zellen 22 so vorgesehen, daß mindestens etwa vier, in U - fangsrichtung hintereinander angeordnete Zellen 22 jede Aus¬ trittsöffnung 12 des ersten Rotorteils 10 gleichzeitig über¬ decken können. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungs¬ beispiel überdecken jeweils vier Zellen 22 des zweiten Ro¬ torteils 20 jede der drei Austrittsöffnungen 12 des ersten Rotorteils 10. Dementsprechend werden jeweils fünf Zellen 22 des zweiten Rotorteils 20 von der Außenwandung 11 des ersten Rotorteils 10 gleichzeitig überdeckt. Durch ersteres ist ei¬ ne höchst vollständige Füllung der Zellen 22 mit dem aus¬ zutragenden Gut und damit eine möglichst weitgehende Ver¬ drängung von nicht auszutragendem Gut bei gleichzeitig hoher Austragsrate gewährleistet. Durch zweiteres wird ohne großen technischen Aufwand eine sehr gute Abdichtung zwischen der Schleuderkammer 50 und den Eπtleerungsfenstern 42 gewährlei¬ stet. - Bevorzugt ist die Dichte der Zellen, d. h. ihre An¬ zahl pro Umfangslängeneinheit, etwa 2 bis 3 mal so groß wie zeichnerisch dargestellt.
Die Querschnitte der Zellen 22 sind in dem dargestell¬ ten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel rechteckig, wobei die in Axialrichtung des Rotors gesehene Höhe der Zel¬ len 22 vorzugsweise genauso groß wie entsprechende Höhe der Austrittsöffnungen 12 des ersten Rotorteils 10 ist.
Das den äußeren Mantel des Rotors 100 bildende, im Ausführuπgsbeispiel kreisriπgför ig und zylindrisch gestal¬ tete Verschließelemeπt 40, welches - wie erwähnt - Teil des die Schleuderkammer 50 umschließenden Gehäuses bildet, ist von den Entleerungsfenstern 42 durchbrochen, die vorzugswei¬ se wiederum einen rechteckigen, insbesondere aber mit den Zellen 22 des zweiten Rotorteils 20 und insbesondere mit de¬ ren Auslaßöffnungen 22B im wesentlichen identischen Quer¬ schnitt aufweisen und so angeordnet sind, daß - wie auch schon zwischen dem ersten Rotorteil 10 und dem zweiten Ro¬ torteil 20 - eine praktisch vollständige Überdeckung der be¬ nachbarten Öffnungen möglich ist, so daß sich die Entleerung der Zellen 22 möglichst problemlos gestaltet. Es ist grund¬ sätzlich aber auch möglich, daß die Entleerungsfenster 42 nicht radial, sondern axial oder schräg im Verschließelement 40 verlaufen. Derartige Anordnungsmöglichkeiten sind aus der DE 34 09 107 C2 des Anmelders bekannt. Zwischen der Außen¬ wandung 21 des zweiten Rotorteils 20 und der Innenwandung 43 des Verschließelementes 40 ist wiederum möglichst kein ra¬ diales Spiel vorgesehen; trotz relativ guter Abdichtung der Zellen 22 sollen aber keine allzu hohen Reibungswiderstände zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Teilen ent¬ stehen.
Das dritte Rotorteil 30 ist gemäß dem in Fig. 1 und 2 dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als ein dem zweiten Rotorteil 20 weitgehend entsprechendes Zellenrad ausgebildet.
Als Antrieb des zweiten Rotorteils 20 und des mit die¬ sem bevorzugt gleich schnell umlaufenden dritten Rotorteils 30 dient ein, im wesentlichen konisch gestalteter, mit einer etwa parabolisch geformten Oberfläche 61 versehener Teller 60, dessen topfför ig, koaxial doppelwandig gestalteter Aus- senrand die beiden Rotoren 20 und 30 trägt oder bildet. Der Teller 60 ist über eine im Gehäuseboden 52 der Schleuderkam¬ mer 50 doppelt drehgelagerte Welle 62 und damit drehfest verbundene Riemenscheiben 63 mit vom ersten Rotorteil 10 in der Regel unterschiedlicher, vorzugsweise variabler Drehzahl antreibbar. Zur Führung der freien Stirnenden der Rotorteile 10, 20 und 30 sind kreisringförmige Nuten 14, 24, 34 und Gleit¬ ringe 15, 25, 35 vorgesehen. Die zur Führung des ersten Ro¬ torteils 10 vorgesehene Nut 14 und der Gleitring 15 sind an der Peripherie des Tellers 60 am Fuße des radialen Abstands¬ spaltes zwischen dem zweiten und dritten Rotorteil vorgese¬ hen. Entsprechend sind die Nuten 24 und 34 sowie die Gleit¬ ringe 25 und 35 für das zweite bzw. dritte Rotorteil seit¬ lich der Wurzel des ersten Rotorteils im Gehäusedeckel 51 vorgesehen.
Damit die Reibung zwischen den einzelnen Rotorteilen möglichst gering ist und dennoch die wegen der hohen Flieh¬ kräfte erforderliche gegenseitige gute Abdichtung gelingt, sind benachbarte Rotorteile vorzugsweise aus unterschied¬ lichen Werkstoffen hergestellt, wie z. B. Edelstahl einer¬ seits und selbstschmierender Kunststoff andererseits.
Die Betriebsweise der zuvor beschriebenen Austrags- bzw. Ausräumvorrichtung der Zentrifuge ergibt sich aus der vorangehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Ver¬ bindung mit den Fig. 1 und 2 bereits zwanglos wie folgt:
Die spezifisch schwersten Bestandteile des zu zentri- fugierenden Gutes sammeln sich zunächst in dem radial äußer¬ sten Ringraumbereich der Schleuderkammer 50. Dies ist in Fig. 2 lediglich in der linken Bildhälfte dargestellt. Diese Bestandteile des zu zentrifugierendeπ Gutes sammeln sich allmählich in den Durchbrechungen 32 des dritten Rotorteils 30. Dies geschieht während derjenigen Zeitspanne, in der die Außenwandung 31 des dritten Rotorteils 30 von der Inneπwan- dung 13 des ersten Rotorteils 10 überdeckt ist. Durch die unterschiedliche Drehzahl des zweiten und dritten Rotorteils einerseits sowie des ersten Rotorteils und des Verschlie߬ elementes andererseits, wandern die mit dem auszutragenden Gut vorgefüllten Durchbrechungen 32 des dritten Rotorteils 30 sukzessive den Austrittsöffnungeπ 12 des ersten Rotor¬ teils 10 entgegen. An der schrägen Kante 12A oder 12B (je nachdem welcher der Rotoren der schnellere ist) entleert sich der Inhalt einer Durchbrechung 32 nach der anderen, in¬ dem die spezifisch schwereren Bestandteile schneller als die spezifisch leichteren Bestandteile nach radial außen in die Austrittsöffnung 12 und nachfolgend in die radial dahinter liegende Zelle 22 drängen. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 links im Bild dargestellt. Während der ganzen Zeit, in der eine Zelle 22 des zweiten Rotorteils 20 mit der Austritts¬ öffnung 12 des ersten Rotorteils 10 in Überdeckung ist, setzt sich der Vorgang der Anreicherung spezifisch schwe¬ rerer Bestandteile des zu zentrifugierenden Gutes in den Zellen 22 fort, wobei die in Drehrichtung vorderste Zelle jeweils vollständiger mit dem spezifisch schwersten Gut ge¬ füllt ist, als die ihr nacheilenden Zellen. Entsprechendes gilt für die Durchbrechungen 32 während des Zeitabschnittes, in welchem sie von der Innenwandung 13 des ersten Rotorteils 10 überdeckt sind. Die Zellen 22 verschwinden nachfolgend eine nach der anderen auf der radialen Außenseite des ersten Rotorteils 10, wo sie sich auf das nächste Entleerungsfen¬ ster 42 des Verschließelemeπtes 40 hin bewegen, um dort ih¬ ren Inhalt nach außerhalb des Rotors abzuschleudern. Die auf diese Weise vollständig entleerten Zellen 22 schieben sich dann zwischen der Innenwandung 43 des Verschließelementes 40 und der Außenwandung 11 des ersten Rotorteils 10 in Richtung auf die nächste Austrittsöffnung 12 des ersten Rotorteils 10 vor, wo der nächste Füllvorgang der betreffenden Zelle be¬ ginnt. - In Fig. 2 sind die spezifisch schwersten Bestand¬ teile des Schleudergutes als Punkte dargellt, in der rechten Bildhälfte der Übersichtlichkeit halber allerdings fortge¬ lassen. Bezugszeichenliste:
10 erstes Rotorteil
11 Außenwandung
12 Austrittsöf nungeπ 12A schräge Kante
12B schräge Kante
13 Innenwandung
14 Nut
15 Gleitring
20 zweites Rotorteil
21 Außenwandung
22 Zellen
22A Einlaßöffnungen
22B Auslaßöffnungen
23 Innenwandung
24 Nut
25 Gleitring
30 drittes Rotorteil
31 Außenwandung
32 Durchbrechungen
33 Ausbuchtungen
34 Nut
35 Gleitring
40 Verschließelement
41 Verschließwände
42 Eπtleerungsfeπster
43 Innenwandung
50 Schleuderkammer
51 Gehäusedeckel
52 Gehäuseboden
53 Treibriemenscheibe
54 Zuführrohr
55 Innenwanduπg
56 Zentrifugatstro Zentrifugatstrom Aπtriebsteller Oberfläche Welle Riemenscheibe Eintrittsspaltraum Austrittsspaltraum Tellerpaket Spalte Teller Spaltbreite Durchbrechungen Austrittsöffnung Außeπwandung Innenwandung Befestigungselemeπte Befestiguπgselemente Rotor

Claims

Patentansprüche:
1. Zentrifuge a) mit einem zentralen, axial gerichteten Zulaufrohr (54) für das zu zentrifugierende Gut, b) mit einem einen rotationssymmetrischeπ Schleuder¬ raum (50) bildenden Gehäuse (51, 52, 41) , c) mit einem Eintrittsspaltraum (64) zum Zuleiten des zu zentrifugierenden Gutes in den Schleuderraum (50) , d) mit einem aus einer Vielzahl von im wesentlichen konisch geformten Tellern (72) gebildeten Tellerpa¬ ket (70), e) die Teller (72) sind in Achsrichtung des Schleuder¬ raumes (50) voneinander derart beabstandet, daß die von ihnen gebildeten Zwischenräume (Spalte 71) an ihrer radialen Außenseite den Eintritt des spezi¬ fisch leichteren zu zentrifugierenden Gutes ge¬ statten und dieses Fluid im Bereich von radial in¬ nenliegenden Durchbrechungen der Teller (72) durch eine Austrittsöffnung (75) abströmen und das Gehäu¬ se als Zentrifugatstrom (56) wieder verlassen kann dadurch gekennzeichnet, daß die Teller (72) im Axial¬ schnitt gesehen, insbesondere parabelför ig , konkav einfal¬ lend durchgebogen sind.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teller (72) miteinander zu einer Tellerspirale ver¬ bunden sind.
3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Teller (72) mit, im Grundriß insbesondere elliptischen, Durchbrechungen (74) versehen und die Durch¬ brechungen umfaπgsverteilt angeordnet sind.
4. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da¬ durch gekennzeichnet, daß der spiralförmige Austrittsspalt (Austrittsöffnuπg 75) an der radialen Innenseite des Teller¬ paketes (70) seine in Achsrichtung gesehene Breite entlang seines Verlaufes verändert.
5. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da¬ durch gekennzeichnet, daß sich der Seitenabstand der Teller (72) von ihren radialen Außenkanten zu ihren radialen Innen¬ kanten hin verjüngt.
6. Zentrifuge, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5 a) mit einem ittelpunktssymmetrischeπ Rotor (100) ; b) der Rotor (100) besteht aus zwei unterschiedlich schnell aber gleichsinnig koaxial umlaufenden Ro¬ torteilen (10, 20); c) das erste Rotorteil (10) des Rotors (100) besitzt eine rotationssymmetrische Außenwandung ' (11) und hält eine Rotorkammer (Schleuderkammer 50) zur Auf¬ nahme des zu zentrifugierenden Gutes, die an minde¬ stens zwei, insbesondere drei oder mehr, sym¬ metrisch über den äußeren Umfang der Rotorkammer verteilten Stellen radiale Austrittsöffπungen (12) aufweist; d) das zweite Rotorteil (20) des Rotors (100) besitzt eine rotationssymmetrische, die Außenwandung (11) des ersten Rotorteils (10) umhüllende Innenwandung (23) und an mindestens zwei symmetrisch über den Umfang des zweiten Rotorteils (20) verteilten Stel¬ len Zellen (22) mit Einlaß- und Auslaßöffnungen (22A und 22B) ; e) mit einem ringförmigen, am äußeren Umfang des Ro¬ tors (100) vorgesehenen, umfaπgsverteilte, insbe- sondere drei oder mehr, Entleerungsfenster (42) und damit sich abwechselnde Verschließwände (41) auf¬ weisenden Verschließelement (40) ; f) die Einlaßöffnungen (22A) der Zellen (22) sind mit den Austrittsöffnungeπ (12) des ersten Rotorteils (10) und die Auslaßöffnungen (22B) der Zellen (22) sind mit den Entieerungsfeπstern (42) des Ver¬ schließelementes (40) periodisch wechselnd in Deckung bringbar, bei der g) das erste Rotorteil (10) mit dem Verschließelement (40) gleich schnell umläuft und, in radialer Rich¬ tung gesehen, zwischen der Rotorkammer und den Ent¬ leerungsfenstern (42) angeordnet ist und somit den unmittelbaren Austritt von zu zentrifugierende Gut aus der Rotorkammer verhindert und h) auf der radialen Innenseite des als Zylindermantel gestalteten ersten Rotorteils (10) ein drittes Ro¬ torteil (30) , vorzugsweise gleich schnell, mit dem zweiten Rotorteil (20) umläuft und das dritte Ro¬ torteil (30) mit den Zellen (22) des zweiten Rotor¬ teiles (20) fluchtende Durchbrechungen (32) auf¬ weist .
7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Rotorteile (10, 20, 30) an ihren den Antriebs- stirπenden gegenüberliegenden freien Stirnenden, in den sich im Vergleich zu ihnen jeweils unterschiedlich schnell umlau¬ fenden Teilen des Rotors (100) geführt sind (Nuten 14, 24, 34 und Gleitringe 15, 25, 35) .
8. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 und 7, da¬ durch gekennzeichnet, daß die in Umfangsrichtung gesehenen Breiten der Außenwandungen (11) des ersten Rotorteiles (10) größer als die in Umfangsrichtung gesehenen Breiten der Zel¬ len (22) des zweiten Rotorteils (20) sind.
9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 6 bis 8, da¬ durch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen (12) des ersten Rotorteils (10) zumindest im Bereich jeweils einer ihrer im wesentlichen achsparallelen Kanten nach radial außen gesehen konisch zur Austrittsöffnung hin laufend abge¬ schrägt sind.
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