WO2001074492A2 - Zentrifuge mit axial ausgerichteten ablagerungsflächen - Google Patents

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WO2001074492A2
WO2001074492A2 PCT/EP2001/003563 EP0103563W WO0174492A2 WO 2001074492 A2 WO2001074492 A2 WO 2001074492A2 EP 0103563 W EP0103563 W EP 0103563W WO 0174492 A2 WO0174492 A2 WO 0174492A2
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Andrew J. Miller
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Filterwerk Mann+Hummel Gmbh
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    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/005—Centrifugal separators or filters for fluid circulation systems, e.g. for lubricant oil circulation systems

Definitions

  • the invention relates to a centrifuge, in particular a free jet centrifuge for cleaning lubricating oil of an internal combustion engine, having axially aligned deposition surfaces according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to an insert for such a centrifuge rotor, having said deposition surfaces according to the preamble of claim 8.
  • Such deposition surfaces for centrifuge rotors are known for example from WO00723194. These deposition surfaces are arranged in an interchangeable insert and are intended to absorb dirt from the fluid to be centrifuged. If such an insert is sufficiently loaded with particles, it can be replaced or cleaned. This enables the centrifuge rotors to be operated particularly economically, since when the rotor reaches the highest dirt holding capacity, only the insert has to be changed.
  • the known dirt holding inserts have so far not produced an optimal result with regard to the separation performance of the centrifuges.
  • the inserts are not optimally adapted to the flow conditions in the centrifuge rotor, which is why the dirt particles cannot be completely removed from the fluid to be centrifuged.
  • the object of the invention is therefore to provide a centrifuge with an insert housed in the rotor, which provides optimal results with regard to the separated particles. This object is solved by the features of claims 1 and 8.
  • an insert is accommodated in the centrifuge rotor, which has deposition surfaces which are aligned spirally to the axis of rotation of the rotor.
  • the insert can be flowed through axially, ie the deposition surfaces are axially al are arranged in use so that they allow an axial or at least substantially axial flow through the same.
  • the spiral arrangement of the deposition surfaces is to be understood in such a way that they have an angle between 0 and 90 ° with respect to a straight line running through the axis of rotation of the rotor (0 ° would be aligned as a radial rib and 90 ° would be designed as a peripheral wall mean).
  • the deposition surfaces run at a constant angle ⁇ to any plane running through the axis of rotation of the rotor. This results in a steady acceleration of the fluid in the channels of the insert.
  • a particularly good result with regard to the deposition can be achieved if the angle ⁇ is 45 °. However, depending on the application and the particle size, this does not rule out the possibility of choosing angles that deviate from the value of 45 °.
  • the insert has either an inner tube, an outer tube or an inner and outer tube.
  • the deposition surfaces can be attached to these pipes, so that a stable composite body is created. Due to the stability, the wall thickness of the individual walls can be minimized and thus the volume of the insert can be maximized, so that this space is available for separating particles.
  • the insert with the inner and outer tube is advantageously installed in the rotor in such a way that the insert is supported with the outer tube in the rotor and the inner tube communicates with the spindle of the housing, which carries the bearing for the rotor, with little friction.
  • the insert can also be arranged interchangeably in the rotor.
  • the insert only needs to be replaced when the service life is reached.
  • cleaning of the insert is also conceivable, since the deposition surfaces are arranged so that they are easily accessible.
  • the cleaning can e.g. B. by means of compressed air or by means of a cleaning jet along the axial deposition surfaces.
  • FIG. 1 shows the schematic section through a free-jet centrifuge with a rotor, into which an insert is installed
  • Figure 2 shows the cross section through an insert according to Figure 1
  • Figure 3 is a perspective view of the insert.
  • a centrifuge 104 with a rotor 10 is shown in FIG.
  • the housing 101 contains a spindle 12 on which the rotor is rotatably mounted by means of bearing rings 16, 18.
  • the spindle is still hollow, so that via an inlet 102 accordingly of the arrow 20, the fluid can penetrate into the rotor 10 through openings 22, 24.
  • the rotor 10 can have a bearing tube which carries the bearing rings 16, 18 and separates the interior of the rotor from the spindle. Additional openings for the passage of the fluid must be provided in this bearing tube.
  • the rotor 10 further comprises an outer wall 14.
  • the outer wall 14 is sealed off from the spindle, the bearing rings 16, 18 being used here. This prevents the liquid to be centrifuged from the centrifuge rotor from escaping into the housing in larger quantities.
  • the liquid enters the centrifuge rotor through said openings 22, 24.
  • the liquid consists of the oil for an internal combustion engine.
  • the rotor 10 thus forms a chamber 30 which results from the space between the bearing rings 16, 18 and the outer wall 14. Without any structure in chamber 30, the fluid would take the path of least resistance.
  • This path extends along the spindle and behind an annular cutting disc 32 to the drive chamber 33, which is located below the cutting disc.
  • the fluid follows this path, its rotation is less than that of the centrifuge rotor. This is due to the fact that there is less centrifugal force near the spindle than on the outside of the rotor. This means that the particles to be separated have to travel a long way to reach the separation surface on the outer wall.
  • an insert 40 with separating surfaces is accommodated in the chamber 30.
  • the insert 40 extends from the spindle 12 (alternatively, but not shown, from the bearing tube) to an outer wall 14 of the insert.
  • the insert further has an upper end face 42 and a lower end face 44. Not necessary, but advantageously, the end face 42 and the end face 44 are parallel to each other and perpendicular to it Axis of rotation 46 of the centrifuge.
  • the insert is also designed so that it can be replaced. For this purpose, the centrifuge rotor 10 and the housing 101 are apparently designed (not shown).
  • the insert is suitable for collecting a large amount of the particles in the fluid to be centrifuged.
  • the insert When it reaches its limit capacity, it can either be thrown away and replaced with a new one, or it can be cleaned and then used again. Since the insert does not have a supporting function, it can be made from an inexpensive material. This can e.g. B. Be plastic like nylon 66. This material also has the advantage of low weight, which means that the inertia of the centrifuge rotor is low and therefore the performance of the drive nozzles leads to high speeds. Plastic is also easy to process. Due to the simple structure of the insert, this can, for. B. be designed as an extruded profile and deflected to match the corresponding centrifuge rotor.
  • FIGS. 2 and 3 The use is shown in more detail in FIGS. 2 and 3.
  • This includes an inner tube 48 and an outer tube 50.
  • the inner tube 48 is designed in such a way that the diameter is essentially equal to the diameter of the spindle or, in the case of using an inner tube, the inner tube (not shown in FIG. 1). This prevents a side flow of the liquid to be centrifuged outside of the insert. This forces the fluid to flow through the insert provided with the separation surfaces. The insert thus effectively puts the fluid to be centrifuged into the rotary motion necessary for the separation of the particles. Regardless of the diameter, the entire fluid is exposed to the same centrifugal force.
  • the separation path and thus the time required for the fluid to remain in the rotor can be greatly reduced by a suitable choice of the angle of the curved separation surfaces to the respective diameter line that runs through the axis of rotation.
  • the outer tube 50 has a diameter which is also substantially equal to the inner diameter of the outer wall 14 of the rotor. This can be seen in FIG. 1.
  • the outer tube 50 is designed as a cylinder which extends between the two end faces 42 and 44 of the insert.
  • the insert is designed in such a way that the particles settle on the concave curved separating surfaces, with an additional tendency towards the outer diameter of the insert. This means that the insert fills with the filter cake essentially from the outside in, as is already known from centrifuges according to the prior art. It can also be seen from FIGS. 2 and 3 that the insert contains a larger number of separation surfaces 52. Each of these separation surfaces also extends from the upper end face 42 to the lower end face 44 of the insert.
  • each of the separation surfaces runs between the inner tube 48 and the outer tube 50.
  • each separation surface forms a guide surface along which the particles can migrate in the fluid to be centrifuged in order to be separated in use.
  • a continuous course of the curvature of the separating surfaces is of great advantage since the flow is least disturbed in this way. Turbulence in the flow, which can have a strongly negative effect on separation and which is necessary for applications according to the prior art, can be completely avoided in the application described.
  • the separation surfaces 52 are curved over the entire distance between the inner tube 48 and the outer tube 50.
  • a constant angle of curvature is maintained with respect to a plane that leads through the axis of rotation.
  • the angle of curvature ⁇ 45 ° is preferred (see FIG. 2).
  • the optimal angle can in particular also be between 30 and 60 °.
  • the design of the separating surfaces also ensures that the separation path for the particles is the smallest in the vicinity of the inner tube, where the lowest centrifugal force prevails, since the distance between adjacent separating surfaces is reduced towards the inside of the insert.
  • the insert has a length X.
  • This length is predetermined by the entirety of the components of the insert, that is to say the inner tube 48, the outer tube 50 and the entirety of the separating surfaces 52.
  • the length X is less than the length Y of the outer wall of the rotor 10.
  • regions 54 are formed in the rotor 10 , which allow the fluid to be collected in the rotor and temporarily calmed down.
  • the areas 54 merge continuously into the outer wall 14.
  • the fluid can be concentrated with particles to be separated in the vicinity of the areas 54 even before it is used. This ensures that the filter cake builds up preferably on the outer tube 50 in order to ensure its stability.
  • An alternative also enables several inserts to be accommodated in one rotor. In this way, a kind of modular system can be created so that rotors of different capacities can be formed with a small number of different inserts or even just one type of insert. In addition, an insert can be formed which contains fewer separation areas and takes over the tasks of the areas 54 by calming the fluid.

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Einsatz für einen Zentrifugenrotor, der bevorzugt aus einem Innenrohr (48) und einem Aussenrohr (50) besteht. Mit Hilfe dieser Rohre lässt er sich passgenau in den zugehörigen Zentrifugenrotor einsetzen, so dass das Fluid gezwungen ist, zwischen gekrümmt ausgeführten Abscheideflächen (52) hindurchzufliessen, welche sich zwischen dem Aussen- und dem Innenrohr befinden. Diese Abscheideflächen bewirken aufgrund ihrere Krümmung eine optimale Abscheidung der im Fluid befindlichen Partikel. Ein solcher Einsatz kann insbesondere bei Freistrahlzentrifugen zur Reinigung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine verwendet werden.

Description

Zentrifuge mit axial ausgerichteten Ablagerungsflächen
Beschreibung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, insbesondere eine Freistrahlzentrifuge zur Reinigung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine, aufweisend axial ausgerichtete Ablagerungsflächen nach der Gattung des Patentanspruches 1. Außerdem betrifft die Erfindung einen Einsatz für einen solchen Zentrifugenrotor, aufweisend besagte Ablagerungsflächen nach der Gattung des Patentanspruches 8.
Derartige Ablagerungsflächen für Zentrifugenrotoren sind beispielsweise aus der WO00723194 bekannt. Diese Ablagerungsflächen sind in einem auswechselbaren Einsatz angeordnet und sollen die Schmutzaufnahme des zu zentrifugierenden Fluids bewirken. Ist ein solcher Einsatz genügend mit Partikeln beladen, kann dieser ausgewechselt oder gereinigt werden. Dadurch ist ein besonders wirtschaftlicher Betrieb derZentrifugen- rotoren möglich, da bei Erreichen der höchsten Schmutzaufnahmekapazität des Rotors nur der Einsatz gewechselt werden muss.
Allerdings erbringen die bekannten Schmutzaufnahmeeinsätze bisher kein optimales Ergebnis hinsichtlich der Abscheideieistung der Zentrifugen. Die Einsätze sind nicht optimal an die im Zentrifugenrotor vorliegenden Strömungsverhältnisse angepasst, weswegen die Schmutzpartikel nicht vollständig aus dem zu zentrifugierenden Fluid entfernt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Zentrifuge mit einem im Rotor untergebrachten Einsatz zu schaffen, welche optimale Ergebnisse hinsichtlich der abgeschiedenen Partikel liefert. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 sowie 8 gelöst.
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß ist in dem Zentrifugenrotor ein Einsatz untergebracht, welcher Ablagerungsflächen aufweist, die spiralförmig zur Drehachse des Rotors ausgerichtet sind. Insgesamt ist der Einsatz axial durchströmbar, d. h. dass die Ablagerungsflächen derart axi- al im Einsatz angeordnet sind, dass sie eine axiale oder zumindest im wesentlichen axiale Durchströmung desselben erlauben.
Die spiralförmige Anordnung der Ablagerungsflächen ist also derart zu verstehen, dass diese im Bezug auf eine durch die Drehachse des Rotors verlaufende Gerade einen Win- kel zwischen 0 und 90° aufweisen (dabei würde 0° eine Ausrichtung als Radialrippe und 90° eine Gestaltung als Umfangswand bedeuten).
Hierdurch wird eine optimale Abscheidung erreicht, da die beschriebene Ausrichtung der Ablagerungsflächen zu einer optimalen Beschleunigung der abzuscheidenden Partikel durch Drehung des Rotors führt. Die Teilchen werden durch die konkave Fläche der Ab- lagerungsflächen beschleunigt und auf der konvexen Fläche der benachbarten Ablagerungsfläche bzw. am äußeren Umfangsrand des Einsatzes abgeschieden. Der Rotor muss ausgewechselt werden, wenn die Ablagerungen ein Ausmaß angenommen haben, dass das Fluid nicht mehr genügend schnell durch die von den Ablagerungsflächen gebildeten Kanäle fließen kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verlaufen die Ablagerungsflächen in einem konstanten Winkel α zu beliebigen, durch die Drehachse des Rotors verlaufenden Ebenen. Hierdurch wird eine stetige Beschleunigung des Fluids in den besagten Kanälen des Einsatzes erreicht. Ein besonders gutes Ergebnis hinsichtlich der Abscheidung lässt sich erreichen, wenn der Winkel α 45° beträgt. Dies schließt jedoch in Abhängigkeit des Anwendungsfalles und der Partikelgröße nicht aus, dass Winkel gewählt werden können, die von dem Wert von 45° abweichen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen lassen sich erreichen, wenn der Einsatz entweder ein Innenrohr, ein Außenrohr oder jeweils ein Innen- und Außenrohr aufweist. An diesen Rohren können die Ablagerungsflächen befestigt sein, so dass ein stabiler Verbundkör- per entsteht. Durch die Stabilität kann die Wandstärke der einzelnen Wände minimiert und somit das Volumen des Einsatzes maximiert werden, so dass dieser Raum zur Abscheidung von Partikeln zur Verfügung steht. Vorteilhafterweise ist der Einsatz mit dem Innen- und Außenrohr derart im Rotor eingebaut, dass der Einsatz sich mit dem Außenrohr im Rotor abstützt und das Innenrohr mit der Spindel des Gehäuses, welches die La- gerung für den Rotor trägt, reibungsarm kommuniziert. Damit ist gemeint, dass an dieser Stelle ein schmaler Spalt bestehen bleibt, der zu einer leichten Verdrehbarkeit des Rotors führt, jedoch nur einen geringen Nebenstrom des zu zentrifugierenden Fluids zulässt, damit dieses durch den Einsatz optimal zentrifugiert werden kann. Prinzipiell gilt dies auch für eine Variante des Rotors, bei der dieser selbst ein Innenrohr aufweist, auf das das Innenrohr des Einsatzes gesteckt wird. Hier ist keine Relativbewegung zwischen den Innenrohren nötig. Daher kann ein besonders dichter Verbund geschaffen werden.
Vorteilhafterweise kann der Einsatz weiterhin auswechselbar im Rotor angeordnet sein. Auf diese Weise muss bei Erreichen des Standzeitendes lediglich der Einsatz ausgewechselt werden. Anstelle eines Auswechseins ist ebenso eine Reinigung des Einsatzes denkbar, da die Ablagerungsflächen leicht zugänglich angeordnet sind. Die Reinigung kann z. B. mittels Druckluft oder mittels eines Reinigungsstrahls entlang deraxialen Ablagerungsflächen erfolgen.
Weiterhin ist der beschriebene Einsatz als solcher unter Schutz gestellt, welcher für die Verwendung in einem Zentrifugenrotor der beschriebenen Art geeignet ist.
Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und der Zeichnung hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombi- nationen bei der Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
Zeichnung
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in der Zeichnung anhand von schematischen Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigen
Figur 1 den schematischen Schnitt durch eine Freistrahlzentrifuge mit einem Rotor, in den ein Einsatz eingebaut ist,
Figur 2 den Querschnitt durch einen Einsatz gemäß Figur 1 und
Figur 3 die perspektivische Ansicht des Einsatzes.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
In Figur 1 ist eine Zentrifuge 104 mit einem Rotor 10 dargestellt. Das Gehäuse 101 beinhaltet eine Spindel 12, auf der der Rotor mittels Lagerringen 16, 18 drehbar gelagert ist. Die Spindel ist weiterhin hohl ausgeführt, so dass über einen Einlass 102 entsprechend des Pfeils 20 das Fluid durch Öffnungen 22, 24 in den Rotor 10 eindringen kann. Alternativ kann der Rotor 10 ein Lagerrohr aufweisen, welches die Lagerringe 16, 18 trägt und den Innenraum des Rotors von der Spindel trennt. In diesem Lagerrohr müssen zusätzliche Öffnungen zur Durchleitung des Fluids vorgesehen sein.
Weiterhin umfasst der Rotor 10 eine Außenwand 14. Die Außenwand 14 ist zur Spindel hin abgedichtet, wobei hierbei die Lagerringe 16, 18 zum Einsatz kommen. Über diese wird verhindert, dass die zu zentrifugierende Flüssigkeit vom Zentrifugen rotor in größeren Mengen in das Gehäuse austritt.
Die Flüssigkeit tritt durch die besagten Öffnungen 22, 24 in den Zentrifugenrotor ein. Normalerweise besteht die Flüssigkeit aus dem Öl für eine Brennkraftmaschine.
Damit bildet der Rotor 10 eine Kammer 30, welche sich aus dem Zwischenraum zwischen den Lagerringen 16, 18 und der Außenwand 14 ergibt. Ohne eine beliebige Struktur in der Kammer 30 würde das Fluid den Weg des geringsten Widerstandes nehmen. Dieser Weg, wie sich bei Berechnungen gezeigt hat, erstreckt sich entlang der Spindel und hinter einer ringförmigen Trennscheibe 32 hin zur Antriebskammer 33, welche sich unterhalb der Trennscheibe befindet. Während das Fluid diesem Weg folgt, ist seine Rotation jedoch geringer als die des Zentrifugenrotors. Dies hängt damit zusammen, dass in der Nähe der Spindel eine geringere Zentrifugalkraft wirkt, als an der Außenseite des Rotors. Hierdurch haben die abzuscheidenden Partikel eine weite Strecke zurückzulegen, um zur Abscheidefläche an der äußeren Wand zu gelangen. Dies ist besonders bei Freistrahlzentrifugen von Nachteil, weil die Verweildauer des Fluids in diesen Zentrifugen aufgrund des ständigen Antriebsflusses an den Antriebsdüsen 38 zeitlich begrenzt ist. Daher muss ein effektives Abscheidungssystem für die Verwendung in Freistrahlzentrifu- genrotoren eingesetzt werden. Dies ist Vorraussetzung dafür, dass das Fluid nicht, ohne effektiv einen Filterkuchen in der Zentrifuge aufzubauen, ungefiltert aus den Antriebsdüsen austritt, um anschließend z. B. wieder in die Ölwanne der Brennkraftmaschine zu fließen.
Daher ist in der Kammer 30 ein Einsatz 40 mitAbscheideflächen (vergleiche Figur 2) untergebracht. Dieser ist in Figur 1 lediglich als Umriss dargestellt (strichpunktiert). Der Ein- satz 40 erstreckt sich von der Spindel 12 (alternativ, aber nicht dargestellt, von dem Lagerrohr) zu einer Außenwand 14 des Einsatzes. Der Einsatz weist weiterhin eine obere Stirnfläche 42 und eine untere Stirnfläche 44 auf. Nicht notwendig, aber vorteilhaft sind die Stirnfläche 42 und die Stirnfläche 44 parallel jeweils zu anderen und rechtwinklig zur Drehachse 46 der Zentrifuge. Der Einsatz ist weiterhin derart ausgeführt, dass er ausgewechselt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Zentrifugenrotor 10 und das Gehäuse 101 offenbar ausgeführt (nicht dargestellt). Der Einsatz ist dazu geeignet, eine große Menge der Partikel in dem zu zentrifugierenden Fluid zu sammeln. Wenn dieser seine Grenzkapazität erreicht hat, kann dieser entweder weggeworfen und durch einen neuen Einsatz ersetzt werden oder er wird gereinigt und anschließend wieder eingesetzt. Da der Einsatz keine tragende Funktion zu übernehmen hat, kann dieser aus einem kostengünstigen Material gefertigt werden. Dies kann z. B .Kunststoff wie Nylon 66 sein. Dieses Material hat zusätzlich den Vorteil eines geringen Gewichts, wodurch die Trägheit des Zentrifugenrotors gering ist und daher die Leistung der Antriebsdüsen zu hohen Drehzahlen führt. Außerdem lässt sich Kunststoff leicht verarbeiten. Durch den einfachen Aufbau des Einsatzes kann dieser z. B. als Strangpressprofil ausgeführt sein und passend zu dem entsprechenden Zentrifugenrotor abgelenkt werden.
In den Figuren 2 und 3 ist der Einsatz genauer dargestellt. Dieser beinhaltet ein Innen- röhr 48 und ein Außenrohr 50. Das Innenrohr 48 ist derart gestaltet, dass der Durchmesser im wesentlichen gleich des Durchmessers der Spindel oder, im Falle der Verwendung eines Innenrohres, des Innenrohres ist (in Figur 1 nicht dargestellt). Dadurch wird ein Nebenstrom der zu zentrifugierenden Flüssigkeit ausserhalb des Einsatzes verhindert. Dadurch wird das Fluid gezwungen, durch den mit den Abscheideflächen versehenden Einsatz zu fließen. Der Einsatz versetzt somit auf effektive Weise das zuzentrifugierende Fluid in die für die Abscheidung der Partikel notwendige Drehbewegung. Unabhängig vom Durchmesser wird damit das gesamte Fluid der selben Zentrifugalkraft ausgesetzt. Durch die geeignete Wahl des Winkels der gekrümmten Abscheideflächen zur jeweiligen Durchmesserlinie, die durch die Drehachse verläuft, kann der Abscheideweg und damit die notwendige Zeit, die das Fluid im Rotor verbleiben muss, stark reduziert werden.
Das Außenrohr 50 besitzt einen Durchmesser, der ebenfalls im wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser der Außenwandung 14 des Rotors ist. Dies kann der Figur 1 entnommen werden. Das Außenrohr 50 ist als Zylinder ausgeführt, welcher sich zwischen den beiden Stirnflächen 42 und 44 des Einsatzes erstreckt. Der Einsatz ist derart gestal- tet, dass sich die Partikel an den konkav gekrümmten Abscheideflächen absetzten, wobei eine zusätzliche Tendenz hin zum äußeren Durchmesser des Einsatzes besteht. Dies bedeutet, dass sich der Einsatz im wesentlichen von aussen nach innen mit dem Filterkuchen füllt, wie dies von Zentrifugen gemäss dem Stand der Technik bereits bekannt ist. Den Figuren 2 und 3 ist weiterhin zu entnehmen, dass der Einsatz eine größere Zahl von Abscheideflächen 52 beinhaltet. Jede dieser Abscheideflächen erstreckt sich ebenfalls von der oberen Stirnseite 42 bis zur unteren Stirnseite 44 des Einsatzes. Außerdem verläuft jede der Abscheideflächen zwischen dem Innenrohr 48 und dem Außenrohr 50. Da- durch bildet jede Abscheidefläche eine Leitfläche, entlang derer die Partikel in dem zu zentrifugierenden Fluid wandern können, um im Einsatz abgeschieden zu werden. Dabei ist ein kontinuierlicher Verlauf der Krümmung der Abscheideflächen von großem Vorteil, da die Strömung auf diese Weise am wenigsten gestört wird. Turbulenzen in der Strömung, die eine Abscheidung stark negativ beeinflussen können und bei Einsätzen gemäß dem Stand der Technik notwendig sind, können bei dem beschriebenen Einsatz vollständig vermieden werden.
Die Abscheideflächen 52 sind über die gesamte Distanz zwischen Innenrohr 48 und Außenrohr 50 gekrümmt. Hierbei wird ein konstanter Krümmungswinkel gegenüber einer Ebene, die durch die Drehachse führt, eingehalten. Bevorzugt, wie in diesem Beispiel, ist der Krümmungswinkel α = 45° (siehe Figur 2). Abhängig von Parametern wie der Partikelgröße, der Viskosität des zu zentrifugierenden Fluids und der Verweildauer des Fluids im Zentrifugenrotor kann der optimale Winkel jedoch insbesondere auch zwischen 30 und 60° liegen. Die Gestaltung der Abscheideflächen gewährleistet weiterhin, dass in der Nähe des Innenrohrs, wo die geringste Zentrifugalkraft herrscht, auch der Abscheidweg für die Partikel am geringsten ist, da der Abstand zwischen benachbarten Abscheideflächen sich zum Inneren des Einsatzes hin verkleinert.
Zurückkommend auf Figur 1 ist zu bemerken, dass der Einsatz eine Länge X hat. Diese Länge ist vorgeben durch die Gesamtheit der Bauteile des Einsatzes, also dem Innenrohr 48, dem Außenrohr 50 und der Gesamtheit der Abscheideflächen 52. Die Länge X ist geringer als die Länge Y der Außenwand des Rotors 10. Hierdurch werden im Rotor 10 Bereiche 54 gebildet, welche die Sammlung des Fluids im Rotor und eine vorläufige Beruhigung des selben ermöglichen. Die Bereiche 54 gehen stufenlos in die Außenwand 14 über. Dadurch kann in Nachbarschaft der Bereiche 54 bereits vor Eintritt in den Einsatz eine Konzentrierung des Fluids mit abzuscheidenden Partikeln erfolgen. Hierdurch ist gewährleistet, dass sich der Filterkuchen im Einsatz bevorzugt am Außenrohr 50 aufbaut, um dessen Stabilität zu gewährleisten. Weiterhin wird dadurch verhindert, dass sich ein ungleichmäßiger Filterkuchen aufbaut, so dass der Rotor mit dem Einsatz optimal ausgewuchtet bleibt. Eine nicht dargestellte Alternative ermöglicht ebenfalls die Unterbringung von mehreren Einsätzen in einem Rotor. Hierdurch kann einmal eine Art Baukastensystem geschaffen werden, so dass Rotoren unterschiedlicher Kapazität mit einer geringen Anzahl verschiedener Einsätze oder sogar nur einer Art von Einsätzen gebildet werden können. Außer- dem kann ein Einsatz gebildet werden, welcher weniger Abscheideflächen beinhaltet und die Aufgaben der Bereiche 54 durch die Beruhigung des Fluides übernimmt.

Claims

Patentansprüche
1. Zentrifuge, insbesondere Freistrahlzentrifuge zur Reinigung von Schmieröl einer Brennkraftmaschine, aufweisend einen in einem Gehäuse (101 ) drehbar gelagerten Rotor (10) mit einem Ablagerungsflächen (52) für Verunreinigungen enthaltenden Einsatz (40), der durch die zu reinigende Flüssigkeit axial durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablagerungsflächen im Einsatz spiralförmig zur Drehachse des Rotors ausgerichtet sind.
2. Zentrifuge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ablagerungsflächen (52) einen konstanten Winkel α zu beliebigen, durch die Drehachse des Rotors (10) verlaufenden Ebenen aufweisen.
3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel α 45° beträgt.
4. Zentrifuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein Innenrohr (48) aufweist, an dem die Ablagerungsflächen befestigt sind und von dem aus sie sich nach außen erstrecken.
5. Zentrifuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein Außenrohr (50) aufweist, an dem die Ablagerungsflächen befestigt sind und von dem aus sie sich nach innen erstrecken.
6. Zentrifuge nach dem auf Anspruch 4 rückbezogenen Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenrohr (48) entweder reibungsarm mit einer Spindel (12) des Gehäuses zur Lagerung des Rotors (10) oder mit einem anderen Innenrohr des Rotors im Eingriff steht und sich auf der Innenseite einer Außenwand (14) des Rotors abstützt.
7. Zentrifuge nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (40) auswechselbar im Rotor (10) angeordnet ist.
8. Einsatz für einen Zentrifugenrotor mit Abscheideflächen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Ablagerungsflächen im Einsatz spiralförmig zur Drehachse des zugehörigen Zentrifugenrotors ausgerichtet sind.
PCT/EP2001/003563 2000-04-03 2001-03-29 Zentrifuge mit axial ausgerichteten ablagerungsflächen WO2001074492A2 (de)

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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1142644A2 (de) * 2000-04-04 2001-10-10 Fleetguard, Inc. Selbstgetriebene Zentrifuge mit Trennschaufelmodul
EP1277515A2 (de) * 2001-07-20 2003-01-22 Fleetguard, Inc. Einstückiges Einweg-Rotorgehäuse mit Spiralschaufeln
US6540653B2 (en) 2000-04-04 2003-04-01 Fleetguard, Inc. Unitary spiral vane centrifuge module
US6551230B2 (en) 2000-04-04 2003-04-22 Fleetguard, Inc. Molded spiral vane and linear component for a centrifuge
US6602180B2 (en) 2000-04-04 2003-08-05 Fleetguard, Inc. Self-driven centrifuge with vane module
US7182724B2 (en) * 2004-02-25 2007-02-27 Fleetguard, Inc. Disposable centrifuge rotor
EP1787723A1 (de) * 2005-11-18 2007-05-23 Ferrum AG Zentrifugenkartusche
WO2010046425A1 (de) * 2008-10-22 2010-04-29 Gea Westfalia Separator Gmbh Zentrifuge mit einstückiger abscheideeinrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016206823A1 (de) 2016-04-21 2017-10-26 Man Diesel & Turbo Se Zentrifuge sowie Einsatz und Bodenelement für eine Zentrifuge

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US648664A (en) * 1899-04-27 1900-05-01 D H Burrell & Co Centrifugal liquid-separator.
US1719522A (en) * 1924-05-19 1929-07-02 Sharples Separator Company Cream separator
WO1999051353A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Alfa Laval Ab Rotor for centrifugal separator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US648664A (en) * 1899-04-27 1900-05-01 D H Burrell & Co Centrifugal liquid-separator.
US1719522A (en) * 1924-05-19 1929-07-02 Sharples Separator Company Cream separator
WO1999051353A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Alfa Laval Ab Rotor for centrifugal separator

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1142644A2 (de) * 2000-04-04 2001-10-10 Fleetguard, Inc. Selbstgetriebene Zentrifuge mit Trennschaufelmodul
EP1142644A3 (de) * 2000-04-04 2002-01-16 Fleetguard, Inc. Selbstgetriebene Zentrifuge mit Trennschaufelmodul
US6540653B2 (en) 2000-04-04 2003-04-01 Fleetguard, Inc. Unitary spiral vane centrifuge module
US6551230B2 (en) 2000-04-04 2003-04-22 Fleetguard, Inc. Molded spiral vane and linear component for a centrifuge
US6602180B2 (en) 2000-04-04 2003-08-05 Fleetguard, Inc. Self-driven centrifuge with vane module
US6652439B2 (en) 2000-04-04 2003-11-25 Fleetguard, Inc. Disposable rotor shell with integral molded spiral vanes
EP1277515A2 (de) * 2001-07-20 2003-01-22 Fleetguard, Inc. Einstückiges Einweg-Rotorgehäuse mit Spiralschaufeln
EP1277515A3 (de) * 2001-07-20 2003-06-04 Fleetguard, Inc. Einstückiges Einweg-Rotorgehäuse mit Spiralschaufeln
US7182724B2 (en) * 2004-02-25 2007-02-27 Fleetguard, Inc. Disposable centrifuge rotor
EP1787723A1 (de) * 2005-11-18 2007-05-23 Ferrum AG Zentrifugenkartusche
WO2010046425A1 (de) * 2008-10-22 2010-04-29 Gea Westfalia Separator Gmbh Zentrifuge mit einstückiger abscheideeinrichtung

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