DE3720448C2 - Extraktionszentrifuge - Google Patents
ExtraktionszentrifugeInfo
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- 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
- B04B1/02—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles without inserted separating walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
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- B01D11/0457—Juxtaposition of mixers-settlers comprising rotating mechanisms, e.g. mixers, mixing pumps
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- Centrifugal Separators (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Extraktionszentrifuge
nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
Eine derartige Zentrifuge kann beispielsweise
benutzt werden, Uran und
Plutonium in abgebranntem Atomkernbrennstoff von Kernspal
tungsprodukten abzutrennen, wenn der abgebrannte Atomkern
brennstoff nach einem Solvent-Extraktionsverfahren, bei
spielsweise dem Purex-Prozeß, wiederaufbereitet wird. Eine
derartige Zentrifuge ist jedoch nicht allein auf
dieses Anwendungsgebiet beschränkt sondern kann in weitem
Umfang für die Flüssig-Flüssig-Extraktion mit einer schwe
ren Flüssigkeit und einer leichten Flüssigkeit verwandt
werden.
Bei dem Wiederaufbereitungsverfahren von abgebranntem Atom
kernbrennstoff nach dem Purex-Prozeß wird eine Salpetersäu
relösung (schwere Flüssigkeit) die Uran, Plutonium und Atom
kernspaltungsprodukte enthält, im Gegenstrom mit Tributyl
phosphat, das im folgenden als TBP bezeichnet
wird und mit einer Kohlenwasserstofflösung verdünnt ist
(leichte Flüssigkeit), als Extraktionslösungsmittel von Uran und Plutonium
in Kontakt gebracht, um Uran und Plutonium von der Salpeter
säurelösung in das TBP zu extrahieren. Anschließend wird das
TBP erneut im Gegenstrom mit einer neuen Salpetersäurelö
sung in Kontakt gebracht, um die Atomkernspaltungsprodukte
zu entfernen und auszuwaschen, die in geringen Mengen in
das TBP extrahiert sind. Weiterhin wird das gewaschene
TBP im Gegenstrom in Kontakt mit einer verdünnten Salpeter
säurelösung gebracht, um eine umgekehrte Extraktion von
Uran und Plutonium aus dem TBP in die verdünnte Salpetersäure
lösung zu bewirken.
In "Development and performance of a
high-speed annular centrifugal contactor",
ANL-7969, LMFBR Fuel Recycle (VC 79c),
Argonne National Laboratory, January 1973,
ist eine derartige Extraktionszentrifuge
gezeigt.
Diese Zentrifuge trennt ein
Gemisch aus einer schweren und einer leichten Flüssigkeit
in die schwere Flüssigkeit und die leichte Flüssigkeit
und ist
so aufgebaut, wie es in Fig. 5 der zugehörigen Zeichnung
dargestellt ist. Diese Extraktionszentrifuge
umfaßt im Prinzip ein Gehäuse 51 und einen zylindrischen
Rotor 52, der durch eine Rotorwelle 53
im Inneren des Gehäuses 51 gedreht wird. Die schwere Flüssig
keit, beispielsweise eine Salpetersäurelösung, und die
leichte Flüssigkeit, beispielsweise das TBP als Extraktions
mittel, werden in eine Mischkammer 56 am unteren Teil des
Gehäuses 51 von jeweiligen Zuführungsrohrleitungen 54 und 55
zugeführt. Nach einer ausreichenden Vermischung im Inneren
der Mischkammer 56 mit einem am unteren Ende der Rotorwelle 53
angebrachten Flügelrad 57, das sich mit der Rotorwelle 53 dreht,
wird das Gemisch in den Rotor 52 von einer mittleren Öff
nung 59 der unteren Rotorabschlußplatte 58 eingeführt. Nach
dem das Gemisch zwischen der Rotorabschlußplatte 58 und einer
Stauplatte 60 weiter umgewälzt ist, wird die schwere Flüs
sigkeit mit dem höheren spezifischen Gewicht
nach außen abgetrennt, während die leichte Flüssigkeit
mit dem kleineren spezifischen Gewicht
nach innen transportiert
wird und beide Flüssigkeiten längs der inneren Umfangsfläche 52a des
Rotors 52 nach oben steigen. Wahlwehre 61, 62 zum Austragen der jewei
ligen Flüssigkeiten sind am oberen Teil im Inneren des Ro
tors 52 angeordnet, um getrennt die schwere Flüssigkeit und
die leichte Flüssigkeit von entsprechenden Auslässen 63 und
64 für die schwere und die leichte Flüssigkeit jeweils abzu
ziehen. Das Wählwehr 61 für die schwere Flüssigkeit weist
eine Abzugsöffnung 61a für die schwere Flüssigkeit auf, die
außerhalb der Grenzfläche K zwischen der äußeren Phase der
schweren Flüssigkeit und der inneren Phase der leichten Flüs
sigkeit, d.h. auf der Seite der Phase der schweren Flüssig
keit mündet. Die schwere Flüssigkeit, die durch diese Öffnung
61a hindurchgeht, fließt über eine Vielzahl von Wehrplatten
61b, 61c, 61d und wird dann zum Auslaß 63 für die schwere
Flüssigkeit geleitet und von der Auslaßöffnung 66 für die
schwere Flüssigkeit über eine Sammelkammer 65 für die schwere
Flüssigkeit abgeleitet, wie es durch einen ausgezogenen Pfeil
in der Zeichnung dargestellt ist. Das Wählwehr 62 für die
leichte Flüssigkeit weist andererseits eine Abzugsöffnung 62a
für die leichte Flüssigkeit auf, die innen von der Grenzflä
che K zwischen der Phase der schweren Flüssigkeit und der
Phase der leichten Flüssigkeit, d.h. auf der Seite der Phase
der leichten Flüssigkeit mündet,und die von dieser Abzieh
öffnung 62a überfließende leichte Flüssigkeit wird zu einem
Auslaß 64 für die leichte Flüssigkeit geleitet und von dort
von einer Auslaßöffnung 68 für die leichte Flüssigkeit über
eine Sammelkammer 67 für die leichte Flüssigkeit abgegeben,
wie es durch einen gestrichelten Pfeil in der Zeichnung dar
gestellt ist.
Die bekannte Extraktionszentrifuge hat
die folgenden Vorteile.
- 1. Durch die gute Vermischung ist der Extraktionswirkungsgrad sehr hoch.
- 2. Da die Kontaktzeit extrem kurz ist, ist die Beeinträchti gung des Extraktionsmittels durch die radioaktive Strahlung minimal.
- 3. Da die Menge an Flüssigkeit im Inneren der Zentrifuge klein ist, ist die Prozeßmenge an nuklearen und radioaktiven Substanzen klein.
- 4. Die Größe der Zentrifuge, die benötigt wird, um die glei che Verarbeitungskapazität wie bei einer herkömmlichen Puls kolonne oder einem Mischabscheider sicherzustellen, ist außer ordentlich klein.
- 5. Die Zeit, die benötigt wird, bevor ein Betriebsgleichge wichtszustand erreicht wird, ist sehr kurz, so daß die Zeit, die notwendig ist, um mit der Verarbeitung zu beginnen, und die Zeit, in der die Zentrifuge außer Betrieb ist, extrem klein sind. Weiterhin ist auch die sich ergebende Menge an Abfallflüssigkeit extrem gering.
Bei einer Extraktionszentrifuge mit dem oben beschriebenen
Aufbau sind die Wehre 61, 62 zum Auswählen der schweren Flüs
sigkeit und der leichten Flüssigkeit fest zwischen der inne
ren Umfangsfläche 52a des Rotors 52 und der Rotorwelle 53 an
gebracht. Die Lage der Grenzfläche K zwischen der Phase
der schweren Flüssigkeit und der Phase der leichten Flüs
sigkeit, die durch die Zentrifugalkraft im Inneren des Ro
tors getrennt werden, ändert sich andererseits nach Maßga
be der Arbeitsverhältnisse, so daß aus diesem Grunde die
Lage der Grenzfläche K in geeigneter Weise mit einer Ände
rung der Arbeitsverhältnisse gesteuert werden muß, um immer
eine hohe Trennfunktion der schweren Flüssigkeit und der
leichten Flüssigkeit durch die Wehre 61, 62 zu erzielen, die
eine bestimmte Höhe haben.
Bei der oben beschriebenen herkömmlichen Zentrifuge
wird Druckluft, die unter Druck von außen durch einen
Durchlaß 70 im Inneren der Rotorwelle 53 zugeführt wird, als
Mittel zum Steuern der Grenzfläche K benutzt. Das heißt mit
anderen Worten, daß immer dann, wenn es notwendig ist, die
Druckluft in eine abgedichtete Kammer 80 durch den Durch
laß 70 eingeführt wird, um den Luftdruck im Inneren der ab
gedichteten Kammer 80 zu erhöhen, und die Grenzfläche K im
Inneren des Rotors 52 zu steuern (siehe hierzu die Linie S
in der Kammer 80).
Um zuverlässig Druckluft durch die Rotorwelle 53 ohne
ein Entweichen zu leiten, ist ein verhältnismäßig komplizierter Dichtungs
aufbau notwendig, der jedoch leicht ein Entweichen der Luft
im Verlauf der Benutzung über ein langes Zeitintervall be
wirken kann, so daß eine zuverlässige Steuerung der Grenzfläche dann
unmöglich wird.
Weiterhin ist der Aufbau der Wählwehre 61, 62 an sich kompli
ziert, da eine Vielzahl von Wehrplatten 61b bis 61d fest an
der Rotorwelle 53 und der inneren Umfangsfläche 52a des Rotors 52
so angebracht sind, daß sie davon vorstehen. Da sie
genau ausgewuchtet sein müssen,
ist ein hohes Maß an Erfahrung für ihre Herstellung notwen
dig.
Aus der DE-PS 2 84 578 ist eine Schleudertrommel zum Trennen
spezifisch verschieden schwerer Flüssigkeiten bekannt, bei
der die spezifisch leichtere Flüssigkeit den weitaus
größten Teil des Trommelinhaltes ausmacht. Die spezifisch
schwerere Flüssigkeit wird durch einen Kanal zu einer
Kammer abgeführt in eine Auslaßschraube, die in die
Rotorwand eingeschraubt ist, so daß sie radial verstellbar
ist. Eine zweite Auslaßschraube für die spezifisch
leichtere Flüssigkeit ist nur verstellbar, um eine kleine
Feinheitsregulierung zu ermöglichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Extraktionszentrifuge der eingangs angegebenen Art
so auszubilden, daß sie einfach aufgebaute Wehre zum
Auswählen der schweren und der leichten Flüssigkeit
aufweist, die ein Steuern der Lage der Grenzfläche zwischen
der schweren Flüssigkeit und der leichten Flüssigkeit
zulassen.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale im
Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Der Flüssigkeitspegel
im äußeren Zylinder wird geändert, wenn die Einführungslänge
des inneren Zylinders in den äußeren Zylinder geändert wird.
Die Lage der Grenzfläche zwischen der äußeren Phase
der schweren Flüssigkeit und der inneren Phase der leichten
Flüssigkeit im Inneren des Rotors kann frei dadurch gesteuert wer
den, daß der Flüssigkeitspegel im Inneren des äußeren Zylin
ders geändert wird.
Jedes dieser Wehre hat einen
sogenannten Doppelrohraufbau, der aus einem äußeren
Zylinder, der von der Rotorumfangswand zur Drehwelle des
Rotors verläuft, und einem inneren Zylinder besteht, der
mit offenen Enden in den äußeren Zylinder durch die Rotor
umfangswand derart führt, daß die Einführungslänge verän
dert werden kann. Das Wählwehr für die schwere Flüssigkeit
weist eine Abzugsöffnung für die schwere Flüssigkeit an dem
Wandabschnitt des äußeren Zylinders auf, der in der
Phase der schweren Flüssigkeit liegt, die im Inneren des
Rotors abgetrennt ist, während das Wählwehr für die leichte
Flüssigkeit eine Abzugsöffnung für die leichte Flüssigkeit
an dem Wandabschnitt des äußeren Zylinders aufweist, der
in der Phase der leichten Flüssigkeit liegt, die im Inne
ren des Rotors abgetrennt ist.
Das Gemisch aus der schweren und der leichten Flüssigkeit
wird in den Rotor vom Boden aus eingeführt und die schwere
Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft im Inneren des
Rotors nach außen abgetrennt, während die leichte Flüssig
keit im Inneren des Rotors durch die Zentrifugalkraft nach
innen abgetrennt wird und beide Phasen längs der Rotorinnen
fläche hochsteigen. Die oben be
schriebene Arbeitsweise ist die gleiche wie bei
der bekannten Extraktionszentrifuge.
Die Abzugsöffnung für die schwere Flüssigkeit des äußeren Zylinders
des Wählwehres für die schwere Flüssigkeit, die am oberen Teil
des Rotors angeordnet ist, mündet in der äußeren Phase der schweren
Flüssigkeit. Die schwere Flüssigkeit fließt daher in den äuße
ren Zylinder in diese Öffnung, anschließend von der vorderen
Öffnung des inneren Zylinders, der über eine bestimmte Länge
in den äußeren Zylinder führt, über und anschließend in den
inneren Zylinder und wird die schwere Flüssigkeit zum Aus
laß für die schwere Flüssigkeit geführt und davon abgegeben.
Die leichte Flüssigkeit fließt andererseits in den äußeren
Zylinder durch die Abzugsöffnung für die leichte Flüssigkeit
des äußeren Zylinders des Wählwehres für die leichte Flüssig
keit und dann in den inneren Zylinder durch die vordere Öff
nung des inneren Zylinders, woraufhin sie zu dem Auslaß für
die leichte Flüssigkeit geleitet und davon abgegeben wird.
Der Flüssigkeitspegel im Inneren des äußeren Zylinders ändert
sich daher, wenn die Einführungslänge des inneren Zylinders
in den äußeren Zylinder geändert wird. Die Lage der Grenz
fläche zwischen der äußeren Phase der schweren Flüssigkeit
und der inneren Phase der leichten Flüssigkeit im Inneren des
Rotors kann frei gesteuert werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und
wird nachstehend näher
erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittansicht,
Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie II-II in
Fig. 1,
Fig. 3 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Wähl
wehres für die schwere Flüssigkeit,
Fig. 4 eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Wähl
wehres für die leichte Flüssigkeit,
Fig. 5 eine Längsschnittansicht der bekannten
Extraktionszentrifuge.
Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau des Ausführungsbeispiels.
Diese Zentrifuge
besteht im wesentlichen aus einem Gehäuse 1 und einem zylin
drischen Rotor 2, der koaxial mit dem Gehäuse 1 und im Inne
ren des Gehäuses 1 angeordnet ist und sich frei drehen kann.
Eine Rotorwelle 3 wird über eine nicht dargestellte Antriebs
einrichtung in Drehung ver
setzt und ist in der Mitte des Rotors 2 angeordnet. Eine obe
re Rotorabschlußplatte 4 ist an der Rotorwelle 3 so angebracht,
daß sich der Rotor 2 zusammen mit der Rotorwelle 3 dreht. Die
Rotorwelle 3 endet in einer Mischkammer 7 am unteren Teil
des Gehäuses 1 durch eine mittlere Öffnung 6 der unteren Ro
torabschlußplatte 5 und ein Flügelrad 8 ist am unteren Ende
dieser Rotorwelle 3 angebracht. Der Boden des Gehäuses 1 ist
mit Zuleitungsrohren 9 und 10 für die schwere und die leichte
Flüssigkeit verbunden und eine ringförmige Sammelkammer 11
für die leichte Flüssigkeit sowie eine ringförmige Sammel
kammer 12 für die schwere Flüssigkeit sind um den Außenumfang
des oberen Teils des Gehäuses 1 herum ausgebildet und mit
einer Auslaßöffnung 13 für die leichte Flüssigkeit und einer
Auslaßöffnung 14 für die schwere Flüssigkeit jeweils verbun
den.
Der oben beschriebene Aufbau ist im wesentlichen der gleiche
wie bei der bekannten Extraktionszentrifuge, die in Fig. 5 dar
gestellt ist. Die erfindungsgemäße Zentrifuge unterscheidet
sich jedoch von der bekannten Zentrifuge darin, daß die
Wählwehre 20 und 30 für die schwere und die leichte Flüssig
keit jeweils einen Doppelrohraufbau haben und unter der obe
ren Rotorabschlußplatte 4 angeordnet sind.
Wie es in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, hat jedes Wähl
wehr 20 und 30 für die schwere und die leichte Flüssigkeit
einen Doppelrohraufbau
aus einem äußeren Zylinder 21, 31, der in die Richtung der
Rotorwelle 3 von der Rotorumfangswand 2a aus verläuft,
und einem inneren Zylinder 22, 32, der durch die Rotorumfangs
wand 2a in den äußeren Zylinder 21, 31 eingeführt ist. Wie es in Fig. 2
dargestellt ist, sind zwei Wehre 20 und 30 für die
schwere und die leichte Flüssigkeit, d.h. insgesamt vier
Wehre 20, 30 in gleichen Abständen an der Rotorumfangswand 2a in
Umfangsrichtung bei dem in der Zeichnung dargestellten Aus
führungsbeispiel vorgesehen. In der Schnittansicht von Fig. 1
sind nur zwei Wehre 20 für die schwere Flüssigkeit dar
gestellt, es versteht sich jedoch, daß die beiden anderen
Wehre 30 für die leichte Flüssigkeit gleichfalls praktisch
unter rechtem Winkel bezüglich der Wehre 20 angeordnet sind,
wie es in Fig. 2 dargestellt ist. In Fig. 1 ist weiterhin
eine Leitung 23 dargestellt, die mit einem der offenen Enden
des inneren Zylinders 22 des Wehres 20 für die schwere Flüs
sigkeit verbunden ist und in der Sammelkammer 12 für die
schwere Flüssigkeit hängt. In ähnlicher Weise ist eine Lei
tung 33 an das eine offene Ende des inneren Zylinders 32
des Wehres 30 für die leichte Flüssigkeit angeschlossen
(siehe Fig. 4), wobei diese Leitung 33 für die leichte Flüs
sigkeit in die Sammelkammer 11 für die leichte Flüssigkeit
verläuft und in dieser hängt, wie es durch eine gestrichelte
Linie in Fig. 1 dargestellt ist.
Im folgenden wird anhand von Fig. 3 der Aufbau des Wehres 20
für die schwere Flüssigkeit weiter im einzelnen beschrieben.
Der äußere Zylinder 21 umfaßt ein Rohr, das von der Rotorum
fangswand 2a in Richtung der Rotorwelle 3 verläuft, wäh
rend der innere Zylinder 22 ein Rohr umfaßt, das einen klei
neren Durchmesser hat und an seinen beiden Enden offen ist.
Die Leitung 23, die in der Sammelkammer 12 für die schwere
Flüssigkeit hängt, ist mit dem Basisende des inneren Zylin
ders 22, d.h. mit dem Auslaß 24 für die schwere Flüssigkeit,
verbunden. Das Basisende 21a des äußeren Zylinders 21 ist in
der dargestellten Weise in die Rotorumfangswand 2a geschraubt
und der innere Zylinder 22 ist in den äußeren Zylinder 21
so eingeführt, daß das Gewinde der äußeren Umfangs
fläche des inneren Zylinders 22 mit dem
Gewinde der inneren Umfangsfläche des äußeren
Zylinders 21 kämmt. Dieser Aufbau macht es möglich,
wahlweise die Einführungslänge des inneren Zylinders 22 in
den äußeren Zylinder 21 zu ändern, indem der innere Zylinder 22
gedreht wird.
Die Abzugsöffnung 25 für die schwere Flüssigkeit ist am Wand
abschnitt des äußeren Zylinders 21 gebohrt. Diese Öffnung 25
muß an einer Stelle ausgebildet sein, die in die Phase H der
schweren Flüssigkeit mündet, die im Inneren des Rotors 2 abge
trennt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
Öffnung 25 in der Nähe der Rotorumfangswand 2a ausgebildet.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, daß das vordere
Ende 21b des äußeren Zylinders 21 offen ist, es ist jedoch
auch möglich, ein Rohr zu verwenden, dessen vorderes Ende ge
schlossen ist. Das Wehr 30 für die leichte Flüssigkeit, das
in Fig. 4 dargestellt ist, hat einen Aufbau, der dem Aufbau
des Wehres 20 für die schwere Flüssigkeit ähnlich ist, das
in Fig. 3 dargestellt ist, allerdings mit der Ausnahme der
Lage der Abzugsöffnung 35 für die leichte Flüssigkeit. Die
Abzugsöffnung 35 für die leichte Flüssigkeit, die am äußeren
Zylinder 31 ausgebildet ist, mündet nämlich in die Phase L
der leichten Flüssigkeit, die von der Phase H der schweren
Flüssigkeit im Inneren des Rotors 2 abgetrennt ist. Die Länge
des Teils 32a des inneren Zylinders 37, der außerhalb der Um
fangswand 2a des Rotors 2 verläuft, ist kleiner als die des
Teils 22a des inneren Zylinders 22 des Wehres 20 für die schwere
Flüssigkeit und die Leitung 33, die in der Sammelkammer 11
für die leichte Flüssigkeit hängt, ist mit dem Basisende des
inneren Zylinders 32, d.h. mit dem Auslaß 34 für die leichte
Flüssigkeit, verbunden.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Extraktionszentrifuge
beschrieben. Die
schwere Flüssigkeit, beispielsweise eine Salpetersäurelösung,
und die leichte Flüssigkeit, beispielsweise TBP als Extrak
tionsmittel, werden der Mischkammer 7 im Inneren des Gehäu
ses 1 über die jeweiligen Zuleitungsrohre 9 und 10 zugeführt,
anschließend durch das Lauf- oder Flügelrad 7 in ausreichen
dem Maße vermischt und in den Rotor 2 durch die mittlere Öff
nung 6 der unteren Rotorabschlußplatte 5 eingeführt. Von der
in dieser Weise in den Rotor 2 eingeleiteten Mischflüssigkeit
wird die schwere Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft
nach außen gefördert, während die
leichte Flüssigkeit nach innen wandert. Beide Flüssigkeiten steigen
getrennt nach oben. Wie es in Fig. 3
dargestellt ist, fließt die in dieser Weise abgetrennte
Phase H der schweren Flüssigkeit in den äußeren Zylinder 21
durch die Abzugsöffnung 25 für die schwere Flüssigkeit des
äußeren Zylinders 21 des Wehres 20 für die schwere Flüssig
keit. Dann fließt die schwere Flüssigkeit von der vorderen
Öffnung 22b des inneren Zylinders 22 zum Auslaß 24 für die
schwere Flüssigkeit über und anschließend wird die schwere Flüssigkeit
von der Auslaßöffnung 14 für die schwere Flüs
sigkeit über die Leitung 23 und die Sammelkammer 12 abgegeben.
Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, fließt andererseits die
Phase L der leichten Flüssigkeit in den äußeren Zylinder 31
durch die Abzugsöffnung 35 für die leichte Flüssigkeit des
äußeren Zylinders 31 des Wehres 30 für die leichte Flüssig
keit. Dann fließt die leichte Flüssigkeit von der vorderen
Öffnung 32b des inneren Zylinders 32 zum Auslaß 34 für die
leichte Flüssigkeit über und wird danach
vom Auslaß 13 für die leichte Flüssigkeit über die Lei
tung 33 und die Sammelkammer 11 abgegeben.
Wie es bereits beschrieben wurde, kann die Einführungslänge
jedes inneren Zylinders 22, 32 in die äußeren Zylinder 21, 31
wahlweise dadurch geändert werden, daß der innere Zylinder 22,
32 relativ zum äußeren Zylinder 21, 31 gedreht wird. Wenn da
her die Einführungslänge des inneren Zylinders 22 des Weh
res 20 für die schwere Flüssigkeit geändert wird, kann die
Lage der Grenzfläche K zwischen der Phase H der schweren
Flüssigkeit und der Phase L der leichten Flüssigkeit im Inne
ren des Rotors 2 geändert werden. Wenn andererseits in der
in Fig. 4 dargestellten Weise die Einführungslänge des inne
ren Zylinders 32 des Wehres 30 für die leichte Flüssigkeit
vergrößert wird, so daß die vordere Öffnung 32b des inneren
Zylinders 32 sich über die Abzugsöffnung 35 des äußeren Zy
linders für die leichte Flüssigkeit hinauserstreckt, wird
es möglich, zu verhindern, daß die hereinfließende Flüssig
keit direkt in den inneren Zylinder 32 fließt, selbst wenn
die leichte Flüssigkeit, die in den äußeren Zylinder 31 von
der Abzugsöffnung 35 für die leichte Flüssigkeit fließt, von
schwerer Flüssigkeit begleitet wird. In diesem Fall kann sich
die schwere Flüssigkeit im Inneren des äußeren Zylinders 31
absetzen und ist es nur der leichten Flüssigkeit möglich, von
der vorderen Öffnung 32b des inneren Zylinders überzufließen.
Im obigen wurde lediglich der Aufbau des
Ausführungsbeispiels beschrieben. Die
Ausbildung ist auf dieses Ausführungsbeispiel nicht be
schränkt. Beispielsweise müssen die Form des Gehäuses 1 und das
Verfahren der Zuführung der schweren und leichten Flüssigkeit
in den Rotor 2 nicht die gleichen wie beim vorhergehenden Aus
führungsbeispiel sein. Es versteht sich, daß der Aufbau
der Wählwehre 20, 30 für die schwere und die leichte Flüssigkeit
bei allen Arten von Zentrifugen angewandt werden
kann, solange diese die Phasen einer gemischten Lösung aus
einer schweren Flüssigkeit und einer leichten Flüssigkeit,
die dem Boden des zylindrischen Rotors 2 zugeführt wird, der
sich mit hoher Drehzahl dreht, unter Ausnutzung der Zen
trifugalkraft trennen.
In Verbindung mit dem Aufbau der Wählwehre 20, 30 ist weiterhin zu
erwähnen, daß die äußeren Zylinder 21, 31 und inneren Zylinder 22, 32
nicht aus einem Rohr mit einem runden Querschnitt bestehen
müssen, sondern daß auch ein zylindrisches Element mit einem
rechteckigen oder quadratischen Querschnitt verwandt werden
kann. Die äußeren Zylinder 21, 31 können auch einen rechteckigen oder
quadratischen Querschnitt haben, während die inneren Zylinder 22, 32
aus einem Rohr mit einem runden Querschnitt bestehen können.
Die Lage und die Anzahl der Wählwehre 20, 30 und die Zwischenräume
dazwischen an der Rotorumfangswand 2a in Umfangsrichtung können
in geeigneter Weise gewählt werden, wenn immer das notwendig
ist.
Der Aufbau der Wählwehre 20, 30 ist einfach und die
Herstellung derartiger Wehre 20, 30 ist leichter als bei der her
kömmlichen Zentrifuge, bei der eine Vielzahl von Wehrplatten an
der Rotorwelle und an der Rotorumfangswand so angebracht
sind, daß sie davon vorstehen.
Die Lage der Grenzfläche zwischen der schweren und der leich
ten Flüssigkeit, deren Phasen im Inneren des Rotors 2 getrennt
sind, kann weiterhin extrem einfach dadurch gesteuert werden,
daß lediglich die Einführungslänge der inneren Zylinder 22, 32 in
die äußeren Zylinder 21, 32 geändert wird. Es entfällt der
komplizierte Dichtungsaufbau der
herkömmlichen Zentrifuge zum Steuern der Grenzfläche unter
Verwendung von Druckluft mit der dadurch bedingten Unzuverlässigkeit der
Steuerung der Grenzfläche, die aus einem Entweichen der Luft
resultiert.
Claims (3)
1. Extraktionszentrifuge mit einem
Einlaß für eine in einer Mischkammer gemischte Flüssigkeit aus einer schweren
Flüssigkeit und einer leichten Flüssigkeit, der im Boden
eines zylindrischen Rotors angeordnet ist,
einem Auslaß für die schwere
Flüssigkeit und einem Auslaß für die leichte Flüssigkeit,
die am oberen Teil des Rotors angeordnet sind, und einem
Wählwehr für die schwere Flüssigkeit sowie einem Wählwehr
für die leichte Flüssigkeit, die am oberen Teil im Inneren
des Rotors angeordnet sind, um die Phasen der schweren und
leichten Flüssigkeit, die im Inneren des Rotors durch die
Zentrifugalkraft getrennt werden, zu den Auslässen für die
schwere und die leichte Flüssigkeit jeweils zu führen, da
durch gekennzeichnet, daß jedes Wählwehr (20, 30)
einen äußeren Zylinder (21, 31), der von der Rotorumfangswand (2a) in
Richtung zur Rotorwelle (3) verläuft, und einen inneren
Zylinder (22, 32) umfaßt, der mit offenen Enden durch die Rotorumfangs
wand (2a) verläuft und in den äußeren Zylinder (21, 31) so eingeführt ist,
daß die Einführungslänge radial verstellt werden kann, wobei das
Wählwehr (20) für die schwere Flüssigkeit mindestens eine Abzugsöffnung (25) für
die schwere Flüssigkeit an dem Wandabschnitt des äußeren
Zylinders (21) aufweist, die sich in der Phase (H) der schweren Flüs
sigkeit befindet, die im Inneren des Rotors (2) abgetrennt ist,
und das Wählwehr (30) für die leichte Flüssigkeit mindestens eine Abzugsöff
nung (35) für die leichte Flüssigkeit an dem Wandabschnitt des
äußeren Zylinders (31) aufweist, die sich in der Phase (L) der leich
ten Flüssigkeit befindet, die im Inneren des Rotors (2) abgetrennt
ist.
2. Extraktionszentrifuge nach An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine
Ende der äußeren Zylinder (21, 31) in die Rotorumfangswand (2a) geschraubt
ist und daß die inneren Zylinder (22, 23) in den äußeren Zylindern (21, 31) so
geführt sind, daß ein auf der äußeren Umfangsfläche des
inneren Zylinders (22, 32) vorgesehenes Gewinde mit dem Gewinde kämmt,
das auf der inneren Umfangsfläche der äußeren Zylinder
(21, 31) vorgesehen ist, so daß die Einführungslänge der inneren Zylin
der (22, 32) in die äußeren Zylinder (21, 31) dadurch geändert werden kann,
daß die inneren Zylinder (22, 32) gedreht werden.
3. Extraktionszentrifuge nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von
Wählwehren (20, 30) in gleichen Abständen an der Rotorumfangswand (2a) in
Umfangsrichtung angeordnet ist.
Applications Claiming Priority (1)
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FR (1) | FR2600268B1 (de) |
GB (1) | GB2196555B (de) |
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