DE2826850C3 - Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten - Google Patents

Description

— daß das Band (13) gefaltet ist, wobei die Falten parallel zur Hohlachse (1) verlaufen und die Einlagen (14) in den Faltenscheiteln untergebracht sind, und

— daß auf der gesamten Länge jeder von den Einlagen (14) gebildeten Radialreihe am auslaufseitigen Stirnende des zylindrischen Läufers (8) eine Platte (31) angeordnet ist, die beiderseits der Radialreihe der Einlagen (14) um einen Betrag (I) von 20 bis 40% der Breite des Schlitzes (15) vorragt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Durch die SE-PS 3 92 676 ist ein Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten bekannt, der eine senkrecht angeordnete und auf einer Halterung starr befestigte Hohlachse mit einem Einlauf und einem Auslauf für die Flüssigkeit enthält. Auf der Hohlachse ist ein zylindrischer Läufer in Gleitlagern gelagert, der ein Gehäuse, eine Hülse mit einem daran spiralförmig befestigten Band sowie unter und über dem Band je ein Flügelrad aufweist. Zwischen benachbarten Windungen der Bandspirale sind parallel zur Hohlachse hintereinander Einlagen in Radialreihen angeordnet, die zusammen mit dem Band Schlitze bilden. Um die zu reinigende Flüssigkeit diesen Schlitzen zuzuführen, sind durch Flansche der Flügelräder und Stirnseiten der Bandspirale gebildete Hohlräume vorgesehen. In den Schlitzen wird die Flüssigkeit unter Einwirkung von Fliehkräften von mechanischen Fremdstoffen gereinigt, die sich dabei auf der Bandoberfläche absetzen. In diesem Zentrifugalreiniger nimmt mit abnehmendem Abstand zwischen den Nachbarwindungen der Bandspirale das Mitreißen abgeschiedener Teilchen durch den Flüssigkeitsstrom zu, insbesondere bei größerem Durchfluß oder wenn Flüssigkeiten mit einem verhältnismäßig geringen Dichtenunterschied zwischen einem dispersen und einem Dispersionsmedium gereinigt werden sollen, wodurch der Reinigungsgrad der Flüssigkeit verringert wird.

Durch die JP-PS 51-14306 ist auch ein Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten bekannt, in dem der Läufer ein Paket konischer Faltenteller enthält. Die Falten eines jeden Tellers sind längs seiner Erzeugenden gerichtet. Die jeweiligen Faltenscheitel und -täler befinden sich bei einem Paket in ein und denselben Vertikalen, und die Tellerabstände sind durch an die Faltenscheitel angeschweißte Zapfen exakt eingehalten. Beim Ausscheiden fließt die schwere Phase über die Faltenscheitel auf den Rand zu, während sich die leichte Phase in Faltentälern zum Zentrum hin bewegt Dieser Zentrifugalreiniger hat den Nachteil, daß die Corioliskräfte in den Spalten zwischen den Tellern (in den Schlitzen) wegen der Radialkomponente des Flüssigkeitsstromes auftreten, den Fluß stören und damit den Wirkungsgrad des Zentrifugalreinigers erniedrigen.

Die DE-PS 16 33 31 zeigt für die Ausbildung der

Einsätze mit Falten eine Anordnung mit axialen

ίο parallelen Schichten, jedoch fehlen in den Faltenscheiteiln axiale Einlagen. Der Aufbau ist dadurch lediglich

bei einem dicken Einsatzstoff und größeren Spalten

realisierbar, eine hocheffektive Feinschichtzentrifugie-

rung kann nicht erfolgen. Das Fehlen der axialen Einlagen ergibt darüber hinaus ein Durchgleiten der

Flüssigkeit am Umfang, eine Störung der Strömung und

einen verschlechterten Reinigungswirkungsgrad.

Die DE-OS 24 07 6SJ betrifft einen Schleudersichter zur Trennung von Feststoffteilchen aus Flüssigkeiten. Die Strömung ist in mehrere axiale Zellenkanäle geteilt, wodurch die benetzte Oberfläche vergrößert wird. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit beträchtlich erhöht. Die Feinheit der Teilchenablagerung verschlechtert sich, wobei sich gleichzeitig die von der Strömung mitgenommene Ablagerung vermehrt, was die Leistung erheblich vermindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten zu schaffen, bei dem durch konstruktive Ausgestaltung des Läuferban-

jn des dit Reinigung bzw. Trennung der Flüssigkeiten von

mechanischen Fremdstoffen wesentlich verbessert wird.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs.

3d Durch das Vorsehen der Platten können auch Teilchen mit nur geringer Dichtedifferenz gegenüber der Flüssigkeit bei ihrer Bewegung längs der Einlagen aufgehalten und als Ausscheidung gesammelt werden.

Der erfindungsgemäße Zentrifugalreiniger gestattet 4(i es, den Reinigungsgrad, insbesondere bei Fremdstoffen mit verhältnismäßig kleiner Dichte, z. B. von Gummi, um das Vielfache zu verbessern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachstehend näher Ί5 erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Zentrifugalreiniger im Längsschnitt,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Bandspirale im Querschnitt,

Fig. 3 eine Abwicklung des Bandes mit Einlagen in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen durch zwei Bandwindungen und die Einlagen gebildeten Schlitz in vergrößertem Maßstab.

Der in Fig. 1 dargestellte Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten enthält eine Hohlachse 1, die mit ihrem unteren Ende auf einer Halterung 2 starr befestigt ist. Der Hohlraum »A« der Hohlachse 1 steht in seinem unteren Teil mit einem Einlaufstutzen 3 für die zu reinigende Flüssigkeit und mit einem Austrittsstutzen 4 für die gereinigte Flüssigkeit in Verbindung.
Das befestigte Ende der Hohlachse 1 ist durch einen Blindflansch 5 abgedeckt. Auf der Hohlachse 1 sitzt in Lagern 6 und 7 ein zylindrischer Läufer 8, in dem die eigentliche Zentrifugalreinigung der Flüssigkeit erfolgt. Am oberen Ende der Hohlachse 1 ist eine Druckscheibe 9 mit Strömungskanälen angeordnet, die den inneren Hohlraum des Läufers 8 über ein im Hohlraum »A« vorgesehenes Rohrstück 10 mit dem Austrittsstutzen 4 verbindet. Die Druckscheibe 9 dient einmal zur

Umwälzung der gereinigten Flüssigkeit und stellt zürn anderen das obere Drucklager des Läufers 8 dar. Die Hohlachse 1 weist radiale Zulauföffnungen 11 auf, durch die die Flüssigkeit in den Hohlraum »B« des Läufers 8 gelangt. Der Läufer 8 enthält eine Hülse I2 mit einem um sie spiralförmig gewundenen Band 13, zwischen dessen Windungen parallel zur Hohlachse 1 radial übereinander Einlagen 14 derart untergebracht sind, daß sie am Umfang gleichmäßig verteilte Radialreihen formen (Fig.2). Die Einlagen 14 bilden zusammen .nit den Bandw^:ndungen Schlitze 15, deren Breite durch die Stärke der Einlagen 14 bestimmt ist. An der Hülse 12 ist je ein Flügelrad 16,17 unter bzw. über der Bandspirale befestigt. Das untere Flügelrad 16 umfaßt einen Flansch

18 mit am Umfang gleichmäßig verteilten Radialrippen

19 und ein als Riemenscheibe 20 ausgeführtes Unterteil, mit der der Läufer 8 über einen (nicht gezeigten) Keilriementrieb angetrieben wird. Das Flügelrad 16 ei teilt der Flüssigkeit einen Drall und zentriert gleichzeitig den Läufer 8 im Lager 6.

Das obere Flügelrad 17 enthält einen Flansch 21 mit am Umfang gleichmäßig verteilten Radialrippen 22, zentriert den Läufer 8 im Lager 7 und erteilt dei Flüssigkeit einen Drall.

Die Hülse 12, die Hohlachse 1 und die Radialkanäle des Flügelrades 16 schließen einen Hohlraum »B« ein, über den die Flüssigkeit den Schlitzen 15 zugeführt wird. Zum Abführen der Flüssigkeit aus den Schlitzen 15 dienen Radialkanäle des Flügelrades 17.

Der Läufer 8 ist von einem Gehäuse 23 umgeben, das im Flansch 18 des Flügelrades 16 durch einen Sprengring 24 fixiert ist. Im oberen Teil des Gehäuses 23 befindet sich ein mit einem Stopfen 25 abschließbares Entlüftungsloch des Läufers 8 bei seiner Füllung mit Flüssigkeit. Um eine Leckage aus dem Läufer 8 zu verhindern, ist zwischen dem unteren Flügelrad 16 und der Hohlachse 1 eine Dichtung 26 vorgesehen.

In der Hohlachse 1 ist ein Radialkanal 27 ausgeführt, durch den gereinigte Flüssigkeit an die Dichtung 26 und das Lager 6 geleitet wird.

Das Band 13 ist gefaltet, wobei die Falten, wie aus Fig.2 ersichtlich, zur Hohlachse 1 parallel verlaufen und die Einlagen 14 in den Faltenscheiteln untergebracht sind und am Umfang gleichmäßig verteilte Radialreihen bilden.

Zur Erzeugung und Fixierung der Falten sind an der Hülse 12 Rippen 28 am Umfang gleichmäßig verteilt vorgesehen, die mit Reihen von Einlagen 14 abwechseln, wobei sie auf entsprechenden Einlagenreihen aufliegen. Auf der Seite des Gehäuses 23 sind Rippen 29 angeordnet, die mit den Rippen 28 abwechseln und auf entsprechenden Reihen von Einlagen 14 aufliegen. Die Rippen 29 besitzen an ihrem oberen und unteren Ende kegelförmige Nasen 30, die in ihnen entsprechende Vertiefungen in den Radialrippen 19 bzw. 22 de* unteren 16 bzw. oberen 17 Flügelrades hineinragen.

Um die Fremdstoffteilchen mit einer der Dichte der zu reinigenden Flüssigkeit ähnlichen Dichte aufhalten zu können, sind über die gesamte Länge jeder Reihe von Einlagen 14 auf Uer Auslaufseite des Läufers 8 Platten 31 (F i g. 1, 3) angeordnet. Jede Platte 31 ist breiter als eine Einlage 14 und ragt beiderseits der Einlagen 14 um einen Betrag »1« vof. der 20 bis 40% der Breite »h« des Schlitzes 13 ausmacht. Der Betrag »1« wird mit Rücksicht Auf die Viskosität der zu reinigenden Flüssigkeit uni* ihre Duichgangsgeschwindigkeit im Schlitz gewählt-

Die Wirkungsweise des Zentrifugalreinigers von Flüssigkeiten ist die folgende.

Der flüssigkeitsgefüllte Läufer 8 wird über den Keilriementrieb von einem Antrieb in Drehbewegung gesetzt. Die zu reinigende Flüssigkeit tritt durch den ■■, Stutzen 3 in den Zentrifugalreiniger ein. Die Flußrichtung ist durch Pfeile »C« angedeutet Über den Hohlraum »A«, die Zulauföffnungen 11 in der Hohlachse 1 und den Hohlraum »B« gelangt die Flüssigkeit in die Radialkanäie zwischen den Radialrippen 19 des Flügelrades 16, wo sie vor. den Radialrippen 19 in Drehbewegung mit der Winkelgeschwindigkeit ω des Läufers 8 gesetzt wird, und erreicht in ihrem Fortlauf durch die zwischen den benachbarten Bandspiralenabschnitten des Bandes 13 und den Einlagen 14 der Einlagenreihen eingeschlossenen Schlitze 15 die Druckscheibe 9.

Die Feststoffteilchen passieren gemeinsam mit dem Strom die Schlitze 15 und legen dabei den Weg H, zurück, der von den Eigenschaften der zu trennenden Phasen und dem Betriebszustand des Zentrifugalreinigers abhängt. Dabei durchqueren die Fremdstoiftei/-chen »a« (F i g. 2,4) und »b« der schweren bzw. leichten dispersen Phase -ien Schlitz 15, setzen sich auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Bandes 13 ab und werden sodann infolge der Neigung des Bandes 13 durch die Fliehkräfte an die Einlagen 14 geschleudert, wo sie Abscheidungen »d« und »e« bilden. Die in F i g. 3 gestrichelten Gleitbannen der Teilchen hängen vom Verhältnis der Abschwemmkraft des Stromes und der Tangentialkomponente der Fliehkraft ab.

Die Abscheidungen »d«und »e« bilden eine Keilzone (Fig.4), deren Neigungswinkel >xx« dem Reibungswinkel der Mikroteilchen entspricht. Die Teilchen, die am leichtesten mitgerissen werden können, haben einen minimalen Reibungswinkel und rollen daher zum Keilzonenscheite! des Schlitzes 15 ab (die Lagen »a« und »b'«), wo eine Strömung praktisch ausbleibt, weil die Flüssigkeitsgeschwindigkeiten dem Quadrat der Schlitzhöhe proportional sind. Mit der Abscheidung, die sich aus Grobteilchen und/oder aus Teilchen mit einem erhöhten Reibwert zusammensetzt, werden automatisch die Bedingungen geschaffen, unter denen die Teilchen, die sonst in einem gewöhnlichen Spalt leicht mitgerissen wurden, in der Keilzone des Spaltes des erfindungsgemäßen Zentrifugalreinigers aufgehalten werden. Die hicht mitzureißenden Teilchen werden zusätzlich von den. Platten 31 aufgehalten, die auf der gesamten Länge jeder Reihe der Einlagen an der Auslaufseite des Läufers 8, d. h. gerade in der Bahn dieser Teilchen aus den Abscheidungen »d« und »e« angeordnet sind. Die Platten bilden außerdem zusammen mit den Einlagen 14 und dem Band 13 im Schlitz 15 höhenmäßig beträchtliche Toträume, in denen die sich an den Einlagen entlang bewegenden Teilchen zum Stillstand kommen und sich als Abscheidungen »f« (Fig.3) und »g« ansammeln. Die Platten 31 wirken darüber hinaus als Hindernisse, an denen eine ausgeschiedene disperse flüssige Phase »i« aufgehalten wird. Diese flüssige Phase tropft dann in den Rippenzwischenraum des Flügelrades 16 ab und wird weiter tropfenweise in einen Schlammfänger »D« (Fig. 1) abgeleitet oder kann aus dem Zentrifugalreiniger in einer zweckdienlichen Weise kontinuierlich ausgetragen werden. Die Platten 31 schwächen auch die Corioliskräfte ab, die vom Flügelrad 17 her auf den auslaufseitigen Teil der Schlitze 15 einwirken, und tragen damit zu einer besseren Hydrodynamik des Stromes bei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zentrifugalreiniger für Flüssigkeiten mit einer senkrecht auf einer Halterung befestigten Hohlachse, welche einen Einlauf und einen Ablauf für die Flüssigkeit aufweist, die mit entsprechenden Hohlräumen eines an der Hohlachse gelagerten Läufers verbunden sind, mit einer im Läufer angeordneten Hülse, auf der eine Bandspirale mit Einlagen zwischen den Windungen befestigt ist, wobei die in Radialreihen übereinanderliegenden Einlagen zusammen mit dem Band Strömungsschlitze bilden, dadurch gekennzeichnet,