DE1757368A1 - Zentrifuge - Google Patents

Description

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Alfa - Laval AB, Tumba / Schweden

Zentrifuge

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge von der Bauart mit einem Rotor und einer in diesem angeordneten Fürderschnecke zum Austragen von Schlamm od. dgl., der aus einem dem Rotor zugeführten flüssigen Gut abgetrennt worden ist.

Der Rotor einer Zentrifuge der erwähnten Art besitzt gewöhnlich einen zylindrischen Abschnitt und mit diesem verbunden einen !tonischen Abschnitt, der sich in der Förderrichtung der För derschnecke verjüngt. Die Zentrifuge ist für die Zufuhr des zu trennenden flüssigen Gutes zum Rotor mit einem Rohr od. dgl. versehen, das in der Regel in den konischen Abschnitt des Rotors mündet. Der zylindrische Abschnitt des Rotors ist mit einer Endwand versehen, die eine Anzahl Auslässe für die

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Flüssiglceit aufweist, von der der Schlamm abgetrennt worden ist. Diese Auslässe in der Endwand des Rotors bestimmen die Lage einer zylindrischen Flüssipkeitsflache, die innerhalb des Rotors gebildet wird und sich von der Endwand zu einer Stelle im konischen Abschnitt des Rotors erstreckt.

Die Förderschnecke innerhalb des Rotors ist für den Antrieb mit einer Drehzahl bestimmt, die geringfügig von der Drehzahl

abweicht, mit welcher der Rotor angetrieben werden soll, so daß der an der Umfangswand des Rotors während des Trennvorgangs abgeschiedene Schlamm durch die Förderschnecke axial aus dem zylindrischen Abschnitt des Rotors durch den konischen Abschnitt desselben zu einem Auslaß am schmälsten Ende des konischen Abschnitts gefördert wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Zentrifuge der vorangehend beschriebenen Art, welche einen beträchtlich höheren Trennwirkungsgrad als die bisher bekannten Zentrifugen der erwähnten Art besitzt.

Die erfindungsgemässe Zentrifuge, deren Rotor nicht unbedingt einen konischen Abschnitt zu haben braucht, sondern völlig zylindrisch sein kann, unterscheidet sich dadurch, daß die Förderschnecke zusammen mit dem Rotor mindestens zwei nebeneinanderliegende, sich schraubenförmig erstreckende Kanäle

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innerhalb des Rotors bildet, von Vielehen Kanälen der eine mit dem Rotoreinlaß für die zu trennende Flüssigkeit in Verbindung steht und der andere mit dem Flüssige its aus laß des P.otors, und die Kanäle miteinander so verbunden sind, daß die dem Rotor zuführte Flüssigkeit auf ihren 'Jen vom Einlaß zum Auslaß gezwungen ist, durch die verschiedenen Kanäle nacheinander während des Trennvorganqs zu fliessen.

Manchmal kann es zueckmässi« sein, daP einer oder mehrere der erwähnten Kanäle in der Längsrichtung in zwei oder mehrere Durchgänge unterteilt sind und/oder die Kanäle verschiedene Querschnittsflächen haben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindunjs^emässen Zentrifuge sind die sich schraubenförmig erstreckenden Schlammbetätigungselemente der Förderschnecke so geformt, daß zumindest einer der Kanäle durch diese Elemente und den Rotor radial ausserhalb der innerhalb des Rotors beim Zentrifugieren gebildeten Flüssigkeitsfläche begrenzt wird. In solchen Fällen ist, wenn sich dieser Kanal radial ausserbaLb der Flüssigkeitsfläche über deren volle Länge erstreckt, eine besondere Einrichtung zur Verbindung des jeweiligen Kanals mit dem Rotoreinlaß für das zu trennende flüssige Gut erforderlich, welche Einrichtung zusammen mit der Förderschnecke umläuft.

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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben, welche eine Ansicht ener erfindungsgemässen Zentrifuge im axialen Schnitt zeigt, die im wesentlichen aus einem Rotor 1, einer in diesem angeordneten Förderschnecke 2 und aus einer Einrichtung 3 für die Zufuhr des zu trennenden flüssigen Gutes zum Rotor 1 besteht.

Der Rotor 1 besteht aus einem zylindrischen Abschnitt 4 und aus einem mit diesem verbundenen konischen Abschnitt 5, der sich in der Förderrichtung der Förderschnecke 2 verjüngt. Das Ende des zylindrischen Abschnitts 4 bildet eine Endwand 6, in welcher eine Anzahl Auslässe 7 für die dem Rotor zugeführte Flüssigkeit vorgesehen ist, welche durch das Zentrifugieren von Schlamm od. dgl. befreit worden ist. In der Zeichnung ist die durch die Auslässe 7 austretende Flüssigkeit durch Pfeile 8 dargestellt. Die Auslässe 7 bestimmen die Lage einer zylindrischen Flüssigkeitsfläche, die sich innerhalb des Rotors bildet und sich von der Endwft&d 6 zu einer Stelle im konischen Rotorabschnitt 5 erstreckt.

Der übersichtlicheren Darstellung halber ist nur das Schlammbetätiffungselement der Förderschnecke 2 gezeigt das sich schraubenförmig durch den zylindrischen sowie durch den konischen Abschnitt des Rotors erstreckt, wie sich aus der

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Zeichnung ergibt. Die Förderschnecke 2 ist so angeordnet, daß sie innerhalb des Rotors abgeschiedenen Schlamm aus dem zylindrischen Rotorabschnitt 4 zu einer Anzahl Schlammauslässe fördert, die am schmälsten Ende des konischen Rotorabschnitts 5 vorgesehen sind. In der Zeichnung ist der durch diese Auslässe ausfliessende Schlamm durch die Pfeile 9 dargestellt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist ein Teil des sich schraubenförmig erstreckenden Schlammbetätigungselements der Förderschnecke im wesentlichen in Form eines radial nach aussen offenen U-Profils ausgebildet. Dieser Teil erstreckt sich von der Endwand 6 längs der zylindrischen Rotorwand 4 nach vorne zum konischen Rotorabschnitt 5. Im konischen Abschnitt des Rotors nimmt die Länge des vorderen Schenkels des U-Profils, gesehen in der Förderrichtung der Förderschnecke, allmählich ab und besteht nicht mehr an demjenigen Teil der Rotorumfangswand, der sich radial innerhalb der im Rotor gebildeten Flüssigkeitsfläche befindet. Im Bereich dieses Teils der Rotorumfangswand hat die erfindungsgemässe Förderschnecke die gleiche Form wie eine herkömmlicheFörderschnecke für diesen Zweck.

Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform besteht die Einrichtung 3 für die Flüssigkeitszufuhr zum Rotor 1 aus einem ersten Rohr lo, das sich axial im Rotor erstreckt, und aus einem zweiten Rohr 11, welches mit dem Rohr Io in

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Verbindüng steht und mit der Förderschnecke 2 fest verbunden ist, so daß es nit der letzteren umläuft. Das Rohr mündet in einen Kanal 12, der durch die Rotorwand und das Schlammbetätigungselement der Förderschnecke gebildet wird, durch das U-Profil der letzteren, welcher Kanal 12 sich schraubenförmig längs der zylindrischen Umfangswand des Rotors von der Endwand 6 zum konischen Rotorabschnitt 5 erstreckt, in welchem sich das U-Profil in der vorangehend beschriebenen Weise allmählich verändert.

Die Zeichnung zeigt, daß sich das sich schraubenförmig erstreckende Schlammbetätigungselement der Förderschnecke völlig radial ausserhalb der Flussigkeitsfläche in im wesentlichen dem ganzen Flüssigkeit enthaltenden Teil dss Rotors 1 befindet. Es sind daher nur (nicht gezeigte) Mittel zum Antrieb und Zentrieren dps sich schraubenförmig erstreckenden Elements, das durch die Flüssigkeitsfläche hindurchbricht, erforderlich.

Die vorangehend beschriebene erfindungsgemässe Zentrifuge arbeitet wie folgt:

Die zu trennende Flüssigkeit wird den Rotor 1 über die Rohre Io und 11 zugeführt. Vom Rohr 11 wird die Flüssigkeit in den Kanal 12 geleitet, der durch eine an der zylindrischen

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Rotorwand abgeschiedene Schlamnschicht abgeschlossen ist, welch letztere von der Förderschnecke nicht erreicht v/erden kann. Innerhalb des .Kanals 12 wird die Flüssigkeit gegen den konischen Abschnitt des Rotors geleitet, wobei sie einem ersten Trennvorsang unterzogen wird, !'fahrend dieses ersten Trennvorgangs wird ein Teil des in der Flüssigkeit enthaltenen Schlamms abgeschieden, welcher Teil einen Damm vor den hinteren Schenkel des U-Profils des Schlammbetätigungselements (gesehen in der Förderrichtung der Förderschnecke) bildet.

Uenn die Flüssigkeit den konischen P.otorabschnitt 5 erreicht, verschwindet allmählich der eine Schenkel (in diesem Falle der vordere Schenkel) des U-Profils, so daß der Kanal 12 aus seinem geschlossenen Zustand offen wird. Der bereits aus der Flüssigkeit abgetrennte Schlamm wird dann durch die Förderschnecke gegen die Schlammauslässe weitergefördert, während die Flüssigkeit gegen die Auslässe 7 in der Endwand 6 des Rotors über einen weiteren Kanal 13, *r vom Kanal 12 getrennt ist, zum Fliessen gebracht ifird.

Beim Fliessen durch den Kanal 13 wird die Flüssigkeit einem zweiten Trennvorgang unterzogen, welcher infolge der Form der Förderschnecke den ersten Trennvorgang nicht stört noch von diesem gestört wird, dem nun neue Flüssigkeit ausgesetzt

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wird. Der xiährend des zweiten Trennvorgangs abgeschiedene Schlamm bildet einen Damm vor dem vorderen Schenkel des U-Profils, welcher Damm sich mit dem vorerwähnten Damm, der vor dem hinteren Schenkel des U-Profils gebildet worden ist, im konischen Abschnitt des Rotors vereinigt und dann durch die förderschnecke aus dem Rotor heraus weitergefördert wird.

Eine dem Rotor einer nach der vorangehenden Beschreibung ausgebildeten Zentrifuge zugeführte Flüssigkeit wird einer sehr wirksamen Trennung unterzogen. Infolge der besonderen Form erstens der Einrichtung 3 für die Zufuhr von Gut zum Rotor und zweitens der Förderschnecke 2 wird die Flüssigkeit, wie vorangehend beschrieben, veranlaßt, zweimal durch den Rotor zu fliessen, wobei sie der größtmöglichen Fliehkraft ausgesetzt wird. Ferner kann der Trennvorgang ständig infolge des Umstandes vor sich gehen, daß keine Verwirbelung entsteht, wenn neues Gut dem Rotor zugeführt wird.

Die beschriebene Zentrifuge stellt nur eine Ausführungsform der Erfindung dar. Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind weitere Ausführungsformen möglich.

Beispielsweise kann eine erfindungsgemässe Zentrifuge statt einer Förderschnecke der vorangehend beschriebenen Art eine Doppelschnecke herkömmlicher Art aufweisen, deren sich schrauben-

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förmig erstreckende Schlammbetätigungselemente zusammen mit dem Rotor zwei sich nebeneinander erstreckende Kanäle begrenzen, welche miteinander und mit dem Einlaß bzw. Auslaß des Rotors in Verbindung stehen, wie in den Ansprüchen angegeben.

Tienn die Zentrifuge mit einer solchen Doppelschnecke herkömmlicher Art ausgerüstet ist, brauchen die Schlammbetätigungselemente nicht unbedingt so geformt zu sein, daß sie zusammen mt dem Rotor einen Kanal völlig radial ausserhalb der Flüssigkeitsfläche im Rotor begrenzen. Vorzugsweise bildet jeder Raum zwischen den beiden Gängen der Förderschnecke einen Kanal, der während des Betriebs der Zentrifuge nur teilweise (d.h. der radial äusserste Teil) zu trennende Flüssigkeit enthält.

Beim Trennen in einer Zentrifuge mit einer Doppelschnecke herkömmlicher Art wird die gesamte dem Rotor zugeführte Flüssigkeit gezwungen, den sich schraubenförmig erstreckenden Schlammbetätigungselementen der Förderschnecke auf ihrem Weg vom Einlaßrohr 11 zum Flüssiglceitsauslaß 7 in der Endwand desRotors in der Lägsrichtung der Kanäle (entsprechend den erwähnten Kanälen 12, 13) zu folgen, die durch die Schlammbetätigungselemente begrenzt werden. Wie aus der Zeichnung

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ersichtlich ist, welche die vorher beschriebene Ausführungsform der Erfindung zeigt, kann ein Teil der zu trennenden Flüssigkeit in der Querrichtung mit bezug auf den einen Kanal·, d.h. auf den Kanal 13, fliessen.

Die notwendige Verbindung zwischen den verschiedenen Kanälen kann in beliebiger geeigneter T'Jeise vorgesehen werden, z.B. durch Perforationen durch die Schi ammbetätigungs el entente oder einfach durch die V'eglassung dieser Elemente an geeigneten Stellen. Ferner kann der mit dem Rotoreinlaß in Verbindung stehende Kanal in beliebiger geeigneter Weise in der einen Pachtung geschlossen werden, um sicherzustellen, daß die diesem zugeführte Flüssigkeit in der richtigen Richtung fließt.

Innerhalb des Rahmens der Erfindung ist es ferner möglich, zu trennende Flüssigkeit durch drei oder mehrere Kanäle zu leiten, welche durch die Förderschnecke und den Rotor begrenzt werden und mteinander sowie mit dem Rotoreinlaß und dem Rotorauslaß in Verbindung stehen, wie in den Ansprüchen angegeben. Wenn mehr als zwei Kanäle vorgesehen sind, können bestimmte Maßnahmen, welche für den Fachmann naheliegend sind, getroffen werden, um zu verhindern, daß der Kanal bzw. die Kanäle, welche zuerst von der Flüssigkeit durchflossen werden, völlig mit Schlamm gefüllt werden.

Patentansprüche: 109815/0035

Claims (8)

175/368 P a te ntansprüche :

1. Zentrifuge nit einem Rotor und einer in diesem angeordneten Förderschnecke zur. kontinuierlichen Austragen von aus einer dem Rotor zugeführten Flüssigkeit abgetrennten Schlamm, dadurch gekennzeichnet, dal? die Förderschnecke (2) zusammen mit dem Rotor (1) mindestens zwei nebeneinander befindliche, sich schraubenförmig erstreckende Kanäle (12, 13) innerhalb des Rotors begrenzen, von welchen Kanälen der eine (12) mit dem Rotoreinlaß (lo) für die zu trennende Flüssigkeit in Verbindung steht und ein Kanal (13) mit dem Flüssigkeitsauslaß (7) des Rotors in Verbindung steht, welche Kanäle (12, 13) miteinander so verbunden sind, daß dem Rotor zugeführte Flüssigkeit auf ihrem Meg vom Einlaß (lo) zum Auslaß (7) während des Trennvorgangs durch die verschiedenen Kanäle, einer nach dem anderen, zum Fliessen gebracht wird.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehrere der Kanäle in der Längsrichtung in

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zwei oder mehrere Durchgänge unterteilt sind.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2 mit zwei Kanälen, dadurch gekennzeichnet, daß der zuerst von der zu trennenden Flüssigkeit durchflossene Kanal (12) eine kleinere Ouerschnittsfläche als der andere Kanal (13) hat.

4. Zentrifuge nach den vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die sich schraubenförmig erstreckenden Schlammbetätigungselemente der Förderschnecke fcwei) so geformt sind, daß zumindest der eine (12) der erwähnten Kanäle durch diese Elemente und den Rotor (1) radial aus* serhalb einer Flüssigkeitsfläche begrenzt ist, die sich beim Zentrifugieren innerhalb des Rotors bildet»

5. Zentrifuge nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein Organ (11), welches zusammen mit der Förderschnecke (2) drehbar ist, um den Kanal (12), der radial ausserhalb der Flüssigkeitsfläche begrenzt ist, mit dem Rotoreinlaß (lo) für die zu trennende Flüssigkeit zu verbinden·

6. Zentrifuge nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,

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daß die sich schraubenförmig erstreckenden Schlammbetätigungselemente der Förderschnecke (2) sich innerhalb im wesentlichen des ganzen Flüssigkeit enthaltenden Teils des Rotors völlig radial ausserhalb der Flüssigkeitsfläche befinden und nur Mittel, die gegebenenfalls für den Antrieb und das Zentrieren der erwähnten Elemente notwendig sind, die Flüssigkeitsfläche durchbrechen.

7. Zentrifuge nach den vorangehenden Ansprüchen, bei welcher der Rotor an seinem einen Ende mit Flüssigkeitsauslässen und an seinem entgegengesetzten Ende mit Schlammauslässen versehen ist und bei welcher zwei Kanäle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotoreinlaß für die zu trennende Flüssigkeit mit dem einen Kanal (12) an demjenigen Teil des Rotors in Verbindung steht, der sich in der Nähe des Flüssigkeitsauslasses (7) befindet, während die Kanäle (12, 13) miteinander zwischen dem erwähnten Teil und dem Schlammauslaß des Rotors in Verbindung stehen.

8. Zentrifuge nach Anspruch 7, bei wacher der Rotor einen Abschnitt aufweist, der sich in der Förderrichtung der Förderschnecke verjüngt, dadurch gekennzeichnet, daß die

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Kanäle (12, 13) miteinander in dem sich verjüngenden Abschnitt (5) des Rotors in Verbindung stehen.

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