DE102004042888A1

DE102004042888A1 - Selbstentleerender Separator mit Tellerpaket

Info

Publication number: DE102004042888A1
Application number: DE102004042888A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Wieking; Siegfried Dipl.-Ing. Klapper; Bernhard Dipl.-Ing. Heymann
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2004-09-04
Filing date: 2004-09-04
Publication date: 2006-03-23
Also published as: PL1786565T5; EP1786565A1; CN100584467C; PL1786565T3; ES2310835T3; CA2575299A1; ES2310835T5; BRPI0514914B1; DK1786565T4; WO2006027041A1; DK1786565T3; BRPI0514914A; PT1786565E; US7537559B2; NZ552778A; ATE401128T1; US20070270298A1; AU2005282017A1; RU2372995C2; CA2575299C

Abstract

Selbstentleerender Separator mit vertikaler Drehachse und mit einer Trommel (1), in die ein Tellerpaket (3) aus mehreren konischen Tellern (4) eingesetzt ist, wobei ein Schleudergut über ein Zulaufrohr (6) und einen Verteiler (7) in den Schleuderraum (2), der von der Trommel (1) umgeben ist, einleitbar ist, wobei in einem ringartigen Feststoffraum (15), der radial außerhalb des Tellerpakets (3) angeordnet ist, mindestens zwei oder mehr Rippen (17) angeordnet sind, wobei der Abstand zwischen den Rippen (17) und der Innenwandung der Trommel (1) mindestens drei Millimeter beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft einen selbstentleerenden Separator mit Tellerpaket nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Selbstentleerende Separatoren mit Tellerpaketen, die beispielsweise zur Entleerung einen Kolbenschieber oder dgl. aufweisen, sind an sich in verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Sie werden in verschiedenen Arten von Zentrifugen, so z.B. in Klär-, Trenn- oder Entkeimungszentrifugen für verschiedenste Zwecke eingesetzt. Bevorzugtes Anmeldungsgebiet ist dabei die Verarbeitung von Milchprodukten und hier insbesondere die Entkeimung und die Entrahmung von Milch.

Es ist auch bekannt, selbstentleerende Zentrifugentrommeln mit Rippen außerhalb des Tellerpakets zu versehen. Eine derartige Anordnung zeigt beispielsweise die US 2 126 864 , die einen Separator mit einer Trommel mit Feststoffaustragsöffnungen zeigt, welche von einem Kolbenschieber verschließbar sind.

Bei den heute üblichen selbstentleerenden Separatoren treten in der Praxis u.U. Reinigungsprobleme auf. Es zeigt sich, daß der Reinigungseffekt am Trommeldeckel und am Boden des Schleuderraumes in der Trommel besonders problematisch ist und daß dort nach einer automatischen Reinigung oftmals noch Verschmutzungen aufgefunden werden können.

Vor diesem Hintergrund hat die Erfindung die Aufgabe, den konstruktiven Aufbau des Separators auf gattungsgemäße Art derart zu verbessern, daß eine verbesserte Reinigungswirkung erzielbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.

Nach der Erfindung beträgt der Abstand zwischen den Rippen – bzw. dem vorteilhaft realisierten Rippeneinsatz – und der Innenwandung der Trommel an jeder Stelle mindestens drei Millimeter.

Damit wird ein derart großer Abstand zwischen den Rippen und dem Innenmantel der Trommel realisiert, daß im Feststoffraum an jeder Stelle ausreichend große Abstände zwischen den Rippen und dem Trommelinnenmantel, insbesondere dem Trommeldeckel und dem Boden des Schleuderraums sowie vorzugsweise zu sonstigen hinsichtlich der Reinigung kritischen Stellen bestehen, wodurch an der äußeren Umfangsfläche und in anderen Randbereichen des Schleuderraumes stets eine genügend große Relativbewegung der Flüssigkeit gegenüber der Trommel in Umfangsrichtung zugelassen wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Vorzugsweise wird zwischen den Rippen und dem Tellerpaket ein Ringspalt von mindestens 0,5 mm, maximal aber 5 mm ausgebildet, um auch diesen Bereich genügend zu reinigen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn die Rippen mindestens 5 Prozent aber maximal 95 Prozent der Querschnittsfläche des Feststoffraumes abdecken, um stets eine genügend große Reinigungswirkung sicherzustellen.

Bei einer Auslegung als Trennseparator ist es nach der Erkenntnis der Erfindung ferner vorteilhaft, wenn der Außendurchmesser der Rippen mindestens 1 mm, maximal aber 25 mm größer ist als der Durchmesser des Scheidetellers.

Hierbei sollte der Schwerpunkt der Rippenfläche vorzugsweise oberhalb der Entleerungsebene liegen. Alternativ ist es auch denkbar, diesen Schwerpunkt unterhalb der Entleerungsebene anzuordnen, was aber zu weniger vorteilhaften Ergebnissen führt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Rippenflächen mit Ausgleichsöffnungen versehen. Diese entlasten die Rippen bei Trommelentleerungen in vorteilhafter Weise von Spitzen des Coriolisdruckes.

Es ist ferner vorteilhaft, die Rippen so zu positionieren, daß ihre Flächen jeweils in einem Winkel von bis zu 45° voreilend oder nacheilend zum Radius der Trommel ausgerichtet sind.

Nach Weiterbildung der Erfindung ist es zudem denkbar, anstelle von ebenen Rippen dreidimensional gekrümmte Schaufeln einzusetzen.

Schließlich hat es sich gezeigt, daß wenigstens zwei, vorzugsweise aber 8 bis 24 Rippen, insbesondere gleichmäßig am Außenumfang des Tellerpakets verteilt werden sollten.

Vorteilhaft werden die Rippen durch Verbindungselemente zu einem ringförmigen Einsatz zusammengefaßt, was die Montage und Demontage der Rippen als Einheit erleichtert.

Dieser Rippeneinsatz wird zudem vorzugsweise durch Stützelemente, die in das Tellerpaket integriert sind, in seiner Position fixiert.

Ergänzend wird der Rippeneinsatz zur Fixierung vorzugsweise fest mit dem Scheideteller – wenn vorhanden – verbunden.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Figuren anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigt:
1 bis 6 schematisierte Schnittansichten eines Teilbereichs einer erfindungsgemäßen Separatortrommel;
7 eine schematisierte Darstellung der Ausgestaltung von Rippen nach einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;
8 eine schematisierte Darstellung eines Rippeneinsatzes in einer Draufsicht.
1 zeigt eine stark schematisiert dargestellte Trommel 1 für einen ansonsten nicht hinsichtlich seiner übrigen Komponenten wie dem Antrieb u.dgl. dargestellten Separator mit vertikaler Drehachse D, wobei die Trommel einen Schleuderraum 2 umgrenzt, in den ein Tellerpaket 3 aus einer Mehrzahl konischer Teller 4 eingesetzt ist, in denn ein oder mehrere Steigekanäle 5 ausgebildet sind.
An dieser Stelle sei angemerkt, daß die Begriffe wie „oben", „unten", „vorne" oder „hinten" u.dgl. sich lediglich auf die dargestellten schematisieren Ausführungsbeispiele beziehen und nicht einschränkend zu verstehen sind. So kann das Zulaufrohr bei Alternativen, hier nicht dargestellte Ausführungsform, auch von unten her in die Trommel geführt sein, obwohl in 1 eine Variante dargestellt ist, bei welcher das Zulaufrohr von oben in die Trommel geführt ist.
Das zentrische Zulaufrohr 6 mündet von hier zunächst von oben her in einen Verteiler 7, der Kanäle 8 aufweist, welche das Schleudergut nach außen bis zu Austrittsöffnungen 9 in den Schleuderraum 2 leiten.
Die Austrittsöffnungen 9 können auf verschiedenen Radien angeordnet werden, vorzugsweise auf solchen Radien, welche kurz vor bzw. innerhalb oder nach bzw. außerhalb des Außenumfanges der Teller 4 liegen.
Zur Realisierung der Selbstentleerungsfunktion bzw. zum Öffnen und Schließen von Feststoffaustragsöffnungen 10 kann z.B. ein hier nicht dargestellter Kolbenschieber dienen.
Wenigstens ein Ableitungskanal 11, dem eine Schälscheibe nachgeschaltet sein kann, ermöglicht das Ableiten einer Flüssigkeitsphase aus dem Schleuderraum 2.
Nach dem Ausführungsbeispiel der 2, welches vereinfacht dargestellt ist, so daß das Zulaufrohr und die Kanäle und Austrittsöffnungen des Verteilers nicht dargestellt sind, ist es noch möglich, eine zweite Flüssigkeitsphase über einen Scheideteller 23 aus der Trommel abzuleiten.
Die Trommel 1 weist ein Trommelunterteil 12 und ein Trommeloberteil 13 auf, die über einen Verschlußring 14 o .dgl. fest miteinander verbunden sind.
Außerhalb des Tellerpakets ist in dem sich radial nach außen verjüngenden Ring- bzw. Feststoffraum 15 ein Rippeneinsatz 16 (siehe 8) mit mehreren Rippen 17 angeordnet, wobei die Rippen 17 durch Verbindungselemente 18, 19 zu dem Einsatz 16 zusammengefaßt sind.
Der Einsatz kann durch Stützelemente, die in das Tellerpaket integriert sind (hier nicht dargestellt), in seiner Position fixiert werden. Auch der Einsatz ist an jeder Stelle mindestens 3 mm von der Trommelinnenwandung beabstandet Alternativ ist es auch denkbar, den Rippeneinsatz 16 zur Fixierung fest mit dem Scheideteller 23 der 2 zu verbinden.
Wichtig ist, daß der Rippeneinsatz 16 im Feststoffraum 15 fest in seiner Lage fixiert ist.
Die Rippen können dabei – wie in 8 erkennbar – radial nach außen gerichtet sein oder aber in Hinsicht auf die Drehrichtung (R) – siehe 7 – insbesondere bis zu 45° geneigt zur Radialen r voreilend oder nacheilend ausgerichtet sein.
Wichtig ist nun, daß an den Außenkanten der Rippen 17 und dem Trommelunterteil 12 bzw. dem Trommeloberteil 13 jeweils ein Spalt S1, S2 verbleibt, der ringsum an jeder Rippe mindestens 3 mm oder mehr breit ist. Vorzugsweise besteht ferner zwischen den Rippen und dem Tellerpaket ein weiterer Ringspalt S3 von mindestens 0,5 mm und maximal 5 mm Breite.
Derart wird eine besonders vorteilhafte Reinigungswirkung erzielt, denn es wird sichergestellt, daß stets eine genügend große Reinigungswirkung im Feststoffraum 15 erzielt wird, da an allen Stellen zwischen den Rippen 17 und der Trommel 1 stets eine genügend große Strömung an kritischen Stellen besteht und insbesondere an der äußeren Umfangsflächen in allen Randbereichen des Schleuderraumes eine genügend große Relativbewegung der Flüssigkeit gegenüber der Trommel in Umfangsrichtung zugelassen wird.
1 zeigt eine Variante, bei welcher die Rippen 17 einen Großteil des Querschnitts des Feststoffraumes, insbesondere bis zu 95 Prozent des Querschnitts des Feststoffraums 15 abdecken.
Der Querschnitt der Rippen 17 in 2 ist dagegen etwas kleiner, wobei in 2 auch noch der ergänzende Scheideteller 23 vorgesehen ist. Der Außendurchmesser der Rippen ist mindestens 2 mm und maximal 25 mm größer ist als der Durchmesser des Scheidetellers 23.
3 veranschaulicht, daß der Schwerpunkt P1 der Rippenflächen oberhalb deren Wirkungsebene liegt, die durch die Feststoffaustragsöffnung 10 bestimmt ist.
4 veranschaulicht eine entsprechende Variante, bei der dieser Schwerpunkt der Rippen unterhalb der Ebene der Feststoffaustragsöffnung 10 angeordnet ist.
5 veranschaulicht weitere Verbindungselemente (z.B. Ringe) 20, 21 zur Verbindung der Rippen 17 untereinander.
6 zeigt, daß die Rippen mit Öffnungen 22 versehen sein können, um die Rippenflächen der Rippen 17 am Feststoffaustrag von Spitzen des Coriolisdruckes zu entlasten.

1: Trommel
2: Schleuderraum
3: Tellerpaket
4: Teller
6: Zulaufrohr
7: Verteiler
8: Kanal
9: Austrittsöffnung
10: Feststoffaustrittsöffnung
11: Ableitungskanal
12: Trommelunterteil
13: Trommeloberteil
14: Verschlußring
15: Feststoffraum
16: Ringeinsatz
17: Rippen
18: Verbindungselement
19: Verbindungselement
20: Verbindungselement
21: Verbindungselement
22: Öffnung
23: Scheideteller
S1, S2, S3: Ringspalte

Claims

Selbstentleerender Separator mit vertikaler Drehachse und mit einer Trommel (1), in die ein Tellerpaket (3) aus mehreren konischen Tellern (4) eingesetzt ist, wobei ein Schleudergut über ein Zulaufrohr (6) und einen Verteiler (7) in den Schleuderraum (2), der von der Trommel (1) umgeben ist, einleitbar ist, wobei in einem ringartigen Feststoffraum (15), der radial außerhalb des Tellerpakets (3) angeordnet ist, mindestens zwei oder mehr Rippen (17) angeordnet sind dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Rippen (17) und der Innenwandung der Trommel (1) mindestens drei Millimeter beträgt.
Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen (17) und dem Tellerpaket (3) ein Ringspalt (S3) besteht, der an jeder Stelle mindestens 0,5 mm und maximal 5 mm breit ist.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) mindestens 5 Prozent und maximal 95 Prozent der Querschnittsfläche des Feststoffraums (15) abdecken.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trommel ein Scheideteller angeordnet ist und dass der Durchmesser der Rippen (17) mindestens 2 mm aber maximal 25 mm größer ist als der Durchmesser des Scheidetellers (23) oberhalb des Tellerpakets (3).
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (P1) der Rippenflächen der Rippen (17) oberhalb der Entleerungsebene liegt, die durch Feststoffaustragsöffnungen (10) vorgegeben ist.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwerpunkt (P2) der Rippenflächen der Rippen (17) unterhalb der Entleerungsebene liegt, die durch die Feststoffaustragsöffnung (10) der Trommel vorgegeben ist.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) mindestens eine oder mehrere Öffnungen (22) in ihrer Rippenfläche aufweisen.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) radial ausgerichtet sind.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) relativ zum Radius der Trommel um bis zu 45° voreilend oder nacheilend ausgerichtet sind.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) eben ausgebildet sind.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) als mehrdimensional gekrümmte Schaufeln ausgebildet sind.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß 8 bis 24 der Rippen (17) in die Trommel (1) eingesetzt sind.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (17) durch Verbindungselemente (18, 19, 20, 21) zu einem ringförmigen, vormontierten Einsatz (16) zusammengefaßt sind.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (16) durch Stützelemente, die in das Tellerpaket (3) integriert sind, in seiner Position fixiert ist.
Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (16) zur Fixierung fest mit dem Scheideteller (23) verbunden ist.