-
Verfahren zum Separieren sowie Separator zur Ausführung
des Verfahrens:. Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit Benutzung
von Separatoren, bei denen der Separierraum sich zwischen zwei
umlaufenden
gleichaxigen Drehkörpern befindet und eine an dem inneren Körper
befestigte Förderschnecke die Förderung in axialer Richtung von der
schwereren ausgeschiedenen Komponente vorwiegend entlang der Innenseite des
äußeren Drehkörpers bewirkt, wobei gleichzeitig eine relative Umdrehungsbewegung
zwischen den beiden Drehkörpern hergestellt wird Hei derartigen Separatoren,
bei denen sowohl der äußere
als auch der innere Drehkörper mit relativ
hohen, aber ein wenig
verschiedenen Umdrehungszahlen umlaufen können,
ist es üblich, das zu separierende Zentrifugiermaterial zentral in
den inneren .Drehkörper einzuführen, von dem es dann weiter in den
Separier-Raum geleitet wird.
-
Beim Separieren selbst werden die schwereren ausgeschiedenen
Komponentexvon der Förderschnekke in axialer Richtung
entlang
ihrer Außenfläche befördert, während die leichteren
ausgeschiedene:
Komponenten in der entgegengesetzten axialen
Richtung entlang der Innenfläche
der Schnecke gegen die Bewegring
der Schneckenwindungen
bewegt werden. Um diese Bewegung der
leichteren Komponenten gegen die
Windungen der Firderschnecke-.. , zu erreichen,kann es notwendig
sein, die Umdrehungsflächen
konisch auszubilden.
-
Bei den bekannten derartigen Separatoren erfolgt die
Zufuhr
von Zentrifugier4aterial nach dem Separier-Raum, wie
erwähnt, direkt
durch löcher in dem inneren Drehkörper. Diese
Zufuhr findet also in
radialer Richtung statt. Hierdurch wird -die axiale Strömung sowohl der leichteren
wie der schwereren Komponenten gestört, besonders aber die Strömung der
leichten,
gereinigten Komponenten, die dadurch verunreinigt werden können,
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die genannten
Nachteile zu beseitigen,
die mit dem Vermisch)n der gereinigten
leichteren Komponente mit
nicht gereinigtem Zentrifugiermaterial bei des-Qen Einführung in einen Separator
von der eingangs be-
schriebenen Art verbunden sein können.
-
Das Verfahren nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Einführung des Zentrifugiermaterials in den Separierraum von dem inneren
Drehkörper durch darin ausgebildete
Kanäle oder Rinnen erfolgt, die
sich nach außen in den Separierraum bis in Gebiete erstrecken, in denen sich die
vorwiegend schwereren ausgeschiedenen Komponenten befinden, und die in der
Hauptsache das Zentrifugiermaterial von diesen Gebieten abgeben: Hierdurch
wird erreicht, daß die Einströmung von Zentrifugiermaterial auf keine
störende Weise EinfluB auf die
axiale schraubenförmige Bewegung wird
ausüben können, welche
die leichteren Komponenten vorwiegend
entlang der inneren
Schneckenfläche und zwar gegen die Bewegung
der Schnecke vor=.. nehmen,indem die Rinnen oder Kanäle
die radiale Ausströmung von Zentrifugiermaterial abschirmen.
Ein
Separator zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfährens
kann dadurch gekennzeichnet sein, daß die Kanäle als Rohre aus-
gebildet
sind, die in den inneren Drehkörper eingeschraubt sind,
und deren Achsen
radial im Verhältnis zu dem Drehkörper gerich-
tet sind, und deren freie
hänge kleiner ist als der Abstand
zwischen den Innenflächen der beiden
Drehkörper, vorwiegend aber
größer als die Hälfte dieses Abstandes
ist, Hierdurch wird der
oben genannte Vorteil erreicht.
-
Der erfindungsgemäße Separator kann noch dadurch gekennzeichnet
sein, daß die Rinnen aus in aziäler Ebene liegenden
Rippen bestehen,
die sich einzeln radial entlang der Windung der Fördereehnecke
erstrecken und eine Rinne zuäammen mit der
Schnecke vor einem Loch
in dem inneren Drehkörper bilden, Hier-
durch wird eine sehr einfache
Ausführungsform erreicht.
-
Ein Separator nach der Erfindung kann ferner dadurch
gekenn-
zeichnet sein, daß die,Kanäle aus vorwiegend
radialen Ausbohrune gen in den Schneckenwindungen in einem Teil
oder in der ganzen
radialen Ausdehnung der Windung bestehen.
-
Hierdurch wird. ein weiterer Vorteil dadurch erreicht, daß die
schraubenförmige Strömung der leichteren Komponenten in
hohem Grad dadurch
erleichtert wird, daß diese nicht um die
hinausragenden Kanäle
oder. Rinnen für. den Einlauf des Separier-Materials herum passieren
müssen. Der Strömungs-Querschnitt für die leichteren Komponenten wird,auf
diese Weise durch die
ganze Förderschnecke nahezu rechtwinklig.
-
Die Ausläufe aus den Kanälen können entweder an den Enden
der
Schneckenwindung oder um ein Stück von den Enden entfernt
vorgesehen
sein.
-
Nach der Erfindung können die Schneckenwindungen
um eine
oder mehrere radiale Ausbohrungen verstärkte Ausbildungen
in
in arialer Richtung und zwar mit gleichmäßigen Übergängen nach
den verstärkten Ausbildungen von beiden Seiten haben. Hierdurch erhält man
die Beibehaltung eines stromlinienförmigen Durchströmungs-Querschnitts für
die leichten Komponenten, wenn man wünscht, Zentrifugiermaterial in größeren Mengen
durch die Kanäle hinauszuführen und dadurch gezwungen ist, den Quereihnitt der Kanäle
zu erhöheno Ein Merkmal des erfindungsgemäßen Separators kann sein, daß die Windung
bei dem Übergang nach dem verstärkten Teil in zwei Windungen übergeht,
die sich an dem anderen Ende des verstärkten Teils wieder vereinigeno
Hierdurch wird man eine unzweckmäßige Nicht-Balance be-
treffend den inneren
Drehkörper vermeiden können. Außerdem kann in der Hauptsache die Fläche, die an
dem inneren Drehkörper von den beiden Windungen begrenzt wird, die-den verstärkten
Teil der Förderschnecke bilden, entfernt sein zwecks Bildung eines vorwiegend
schraubenförmigen Ausströmungsspaltee für die
Ausströmung der Komponenten
des Zentrifugiermateriale. Dies ist eine besondere zweckmäßige Ausführungsform,
die große Ausetrömungequerschnitte für das Zentrifugiermaterial haben kann.
Ferner können nach der Erfindung die beiden Windungen, die den verstärkten Teil
der Förderschnecke bilden, verschiedene Höhen in radialer Richtung aufweisen.
Hierdurch kann man im Anschluß an die vorhergehenden Windungen große Mengen von
Zentrifugiermaterial in dem Separierraum über die niedrige Kante der
Schneckenwindung
von dem Raum zwischen den beiden Schnecken-Windungen führen.
-
Nach der Erfindung kann ferner diejenige Windung der beiden Windungen,
die den verstärkten Teil der Förderschnecke bildet, und die in der axialen Bewegungsrichtung
der schwereren ausgeschiedenen Komponenten ganz vorn liegt, die größte radiale
Ausdehung
aufweisen.Hierdurch wird diese Windung die schwereren ausgeschiedenen Komponenten
vor sich hehieben, während die Einströmung des Zentrifugiermaterials unmittelbar
hinter dieser Windung erfolgt und von dort weiter über die niedrigere Windung
und in den Separierraum geführt wird, ohne von Konzentrationen saitend der schwereren
ausgeschiedenen Komponenten behindert zu sein.
-
Erfindungsgemäß können ferner an den schraubenförmigen Spalten des
Separators im Innern des inneren Drehkörpers vorwiegend längs verlaufende Rippen
angebracht sein, welche Zipfel haben, die durch die Spalte hinausragen und
welche an den Schneckenwindungen befestigt sind. Die längs verlaufenden Rippen können
aus Festigkeitsgründen erforderlich sein,wenn der Aus. atrömungespalt (oder-Spalte)
sich über einen wesentlichen Teil des Umfangs des Drehkörpers erstrecken. Wenn
ein Spalt sich über mehr als einen Umfang erstreckt, sind solche Rippen
unbedingt notwendig,um dem inneren Drehkörper einen Halt zu geben. Außerdem wird
durch diese Rippen eine sehr wichtige Pumpenwirkung erreicht, die die Kapazität
des Separators erhöht. Diese Wirkung kann noch verstärktWerden durch Verlängerung
der Rippen durch die Spalte hinaus, z.B. bis an den äußeren Umfang der
Förderschnecke.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Separator kann ferner die
Steigung der Windungen der Pärderschneeke positiv oder negativ in der arialen
Ausdehnung der Schnecke variieren.
-
Hierdurch kann man durch angemessene Bemessung erreichen, daß die
zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnitte für die
leichteren ausgeschiedenen
Komponenten bei deren schraubenfärmiße gor Bewegung eich nahezu konstant halten,
oder man kann diese Querschnitte nach "'lieben regeln, nachdem
die Stärke-Qariationes." für den verebärkten Teil der Windungen (oder
für Teile
davon ) festgelegt sind.
-
Man kann also die genannten Querschnitte dadurch vergrößern, daß man
die Steigung an einem Teil des Umfanges erhöht. Schließlich kann der erfindungsgemäße
Separator das hLerkmal autgeisen, daß die Förderschnecke mehrere parallel laufende
Windungen hat, welche im inneren Drehkörper Spalte begrenzen. Eine Ausführungsform
eines Separators nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Separator mit wagerechter Achse, teilweise im Schnitt und fig. 2 eine
Abwicklung einer verstärkten Schneckenwindung für den Separator.
-
Ein Drehkörper 1 ist in einem Drehkörper 2 gleichazig gelagert. Am
Drehkörper 1 ist eine Förderschnecke mit Viindungen 3 befestigte Zentrifugiermaterial
wird durch ein zentral angebrachtes Rohr 4 eingeführt. Die beiden Drehkörper werden
auf bekannte leise mit relativ verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten angetrieben.
-
Das eine Ende einer verstärkten Windung der Färderschnecks.ici,1
bei 5,während das andere Ende dieser Windung bei 6 gezeigt ist. In dem Zwischenraum
der Windung 5,6 sind zwei Windungen 7,8 ange-
ordnet. Zwischen den Windungen
7 und 8 ist in dem inneren Dreh--., körper 1 ein schraubenförmiger Spalt 9 vorgesehen,der
an sieben Stellen mit Hinweisstrichen versehen ist und dem Zentrifugiermaterial
erlaubt, vom Kanal 4,,her zwischen die Windungen 7 und 8 und über die Windung 8
zu atrömen, die ein kleineres radiales Ausmaß als die Windung 7 aufweist, und weiter
in den,schraubenförmigen Separierraum r-° fischen den Windungen 3 auf einem Durchmesser
auszuströmen, bei dem es mit der Strömung der leichteren Materialkomponenten
nicht-@kollidiert,wobei die Strömung entlang dem inneren Drehkörper 1 zwischen den
Windungen 3,aber um den
schraubenförmigen Spalt 9 herum, also z.B.
zwischen den Windungen 6 und 8 und zwischen den Windungen 5 und T und in axialer
Richtung nach linke zum Auslauf 10 vom Separierraum erfolgt<, Die schwereren
ausgeschiedenen Komponenten des Zentrifugier-Materials werden von der Förderschnecke
entlang dem äußeren Drehkörper 2 in Richtung nach rechte gegen den Auslauf 11 vom
Separier. rauen befördert.
-
Der schraubenförmige Spalte ist nicht in seiner ganzen Ausdehnung
wegen länge verlaufender Rippen 12 zu sehen, die z.B._ in einer Anzahl. von acht
an dem inneren Umfang des Drehkörpers 1 zu seiner Abstützung angeordnet sind.
-
Diese Rippen wirken zugleich als ein Zentrifugalpumpenrotor und können
als solche auf an sich bekannte Weise,z.Be in der einen oder anderen Richtung gekrümmt
ausgebildet sein, oder sie
können weiter durch den Spalt.9, z.Be bis
nach der gestrichelten Li#ie 13 zur Erhöhung der Pumpenwirkung infolge Vergrößerung
des wirksamen Rotor-Durchmessers hinausgeführt sein.
-
In Fig. 2 tat eine Abwicklung des Spaltes 9 gezeigt, dessen Mittellinioe
in der Abwicklung sich nicht als eine gerade-Linie sondern als eine Krumme Linie-
wegen der schwachen gonizität des Drehkörpers 1 - zeigte Die längs verlaufenden
Rippen 12 sind durch. den Spalt 9 sichtbar.
-
Man kann mehrere Ausführungsformen für einen Separator nach der Erfindung
bauen; z.B. können die verstärkten Windungen, die aus zwei parallelen Windungen
bestehen, in der ganzen hänge der FOrderschnecke durchlaufen. Hei einer solchen
Ausführungsform würde man z.B. Spülwasser oder Chemikalien in den Separierraum nach
demselben Prinzip wie hei Verstärkung von nur einer Windung einführen
können.
Bei einer anderen Ausführungeform der erfindungsgemäßen
Zentrifuge können z.B. drei parallel laufende Schneckenwindungen verschiedenes radiales
Ausmaß zur Einführung von z.Be Chemikalien und Zentrifugiermaterial durch je ihren
schraubenförmigen Spalt in den Separierraum bei vorwiegend großem radialen Abstand
von der Umlaufachse der Zentrifuge haben.
-
Es ist ferner klar, daß man die Einführung von Chemikalien durch radiale
Ausbohrungen in den Schneckenwindungen, wo grundsätzlich eine Doppelschneckenwindung
an einem Stück des Umfangen des Zentrifugierraumes angewandt wird, mit Einführung
von Zentrifugiermaterial durch den zugehörigen Spalt wird kombinieren können. 7