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Verfahren zum Behandeln von zwei oder mehreren Flüssigkeiten miteinander
Zentrifugen
sind schon dazu verwendet worden, zum zwei oder mehrere Flüssigkeiten miteinander
zu behandeln, z. B. für die Extraktion eine Flüssigkeit mit einer anderen. Diese
Zentrifugen waren entweder sehr umständliche Einrichtungen, oder sie hatten nur
geringe Durchsatzleistungen.
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Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge, die diese Nachteile nicht
hat. Nach der Erfindung werden die miteinander zu behandelnden Flüssigkeiten im
Gegenstrom. zueinander in einem Zickzackweg durch die Zentrifuge efiihrt.
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Beispielsweise ist die Zentrifuge aus zwei Teilen zusammengesetzt,
von denen jeder aus einer Grundplatte mit jle einer Anzahl von rohrartigen Ansätzen
besteht, deren Achsen mit der Zentrifugenachse zusammenfallen. Die Ansätze beider
Teile haben einen von der Grundplatte nach dem freien Ende zu sich verjüngenden
Wandungslängsschnitt. Dadurch wird das für das Fließen der Flüssigkeiten über die
Zylinderwände notwendige Gefälle geschaffen. Die beiden Teile sind so ineinandergefügt,
daß Spalte zwischen den rohrartigen Ansätzen verbleiben und die freien. Enden der
Ansitze in geringem Abstand von der Grundplatte des gegenüberliegenden Teiles endigen
und hier eine Öffnung für den Durchtritt der Flüssiggleiten belassen.
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Die eine Flüssigkeit, beispielsweise die, welche in der Mitte der
Zentrifuge zugeführt wird, trifft auf die Innenwand des innersten anstzes, fließt
an diesem entlang bis zur Durchtrittsöffnung und gelangt dann in den spaltz zwischen
dem innersten Ansatz des einen Teiles und dem innersten Ansatz des anderen Zentrifugentielses.
Sie durch, fließt diesen Spalt in Richtung der zylinderachse, gelangt durch die
Durchtrittsöffnung in den nächsten Spalt und so
fort, bis sie alle
Spelte durchlaufen hat und in den freien Raum am Mantel der Zentrifuge austritt.
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Die andere Flüssigkeit wird zwischen dem äußersten Ansatz und dem
Zentrifungenmantel zugeführt. Sie fließt an. der Wandung des äußersten Ansatzes
entlang durch die Durchtrittsöffnung in den Spalt zwischen dem äußersten Ansatz
des einen und dem äußersten Ansatz des anderen Zentlrifugenteiles und nimmt ihren
weiteren Weg durch die Spalte zwischen den Ansätzen entgegengesetzt der Fließrichtung,
der anderen Flüssigkeit die innen zugeführt wird, bis sie in den freien Innenraum
der Zentrifuge gelangt.
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Die Verjüngung der Wandungen der rohrartigen Ansätze dann auchf stufenweise
durchgeführt wer. den. Die Seitenlinie der Ansätze hat dann eine Anzahl von Absätzen,
und es verlaufen die zwischen zwei Absätzen liegenden Flächen in Form von Schraubenwindungen
um den Ansatz. Die beiden Zentrifugeteile sind zweickmäßig so ineinandergefügt,
daß die Absätze der benachbarten Ansätze sich gegeneinanderlegen. An diesen Stellen
können Dichtungen vorgesehen werden. Die Flüssigkeitn sich dann gezwungen, um jeden
Anzwatz in Schraubenwindungen zu fließen und zwar eitspricht die Anzalil der Schraubewindungen
der Zahl der Absätze in den Seitenlichen der Ansätze.
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Die Flüssigkeiten legben bei dieser Anordnung einen sehr langen Weg
durch die Zentrifuge zurück. Ihre Einwirkung. aufeinander ist demgemäß ganz besonders
intensiv.
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An Hand der Zeichnung sei die Rfinung bei=-spielsweise näher erläutert.
In Ab.. I ist eine Zeitrifuge gemäß der Erfindung im Schnitt durch die Zentrifugenachse
Dargestellt. Abb. 2 ist ein Grundriß. E-ine andere aufsführungsform zeigt bei spielsweise
die Abb. 3, und aus Abb. 4 sind Einzielheiten der Zentrifunge nach Abb. 3 ersichtlich.
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Die Zentrifuge besteht im wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich der
Trommel 1 mit den mit der Grundiplatte fest verbundenen nach obenhin kegelförmigen
und : genau zentrisch ausgerichteten rohrartigen Ansätzen 2 einerseits und dem Deckel
3 andererseits, der in der gleichen Weise eine Grund-Platte I'I' hat, die mit einer
Anzahl von Ansätzne ausgerstet ist. Diese Ansätze sind ebenso ausgebildet wie diejenigen,
dies anderen Teiles, liegen jedoch versetzt zu den letzeren, so daß ein Spalt von
Geeigneter Weite zwischen den Ansätzen des einen Teiles und denen des anderen Teiles
offen Bleitb. Zwischen den freien Enden der Ansätze eines jeden Teiles und der gegenüberliegende
Grundplatte besteht ein freier Raum für den Druchtritt der Flüssigkeiten. Über der
Grundr platte des Teiles 11 bliegt der Eeckel 3 und zwischen diesem und der Grundplatte
ein Boden derart, daß zwischen diesem Boden und dem Deckel 3 einerseits und der
Grundplatte 11 andererseits Spalte 4 und 5 für den Durchgang der Flüssigkeiten bestehen.
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Die Grundplatte, der Deckel. und der unterhalb des Deckels liegende
Boden Können Senkrecht oder Schräg zur Zentfifungenachwse Verlufen.
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Der Deckel 3 ist mit dem Trommeelmatl 1 lösbar, z. B. mittels einer
Überwurfmutter 22, verbunden, und Teil 11 der Zentrifuge sowie der Boden sind durch
stege gegen den Deckel. abge-Stützt.
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Die miteinander zu behandelnden Flüssigkeiten werden der Zentrifuge
druch die Sttzzen 12 und 14 zugeführt. Die Entnahme der Flüssigketen erfolgt durch
die Stutzen 113 und I7. Um das zentrale Rohr 6, das die Schwerer Flüssigkeit in
den inneren freien Zentrifujgenrum führt, sind (drei konzentrische Rohre in Abständen
derart gelegt, daß für die durch die Stutzen ein. bzw. austretenden Flüssigkeiten
Verbindungswege zu Iden Scheibenförmigen Schköpfieingrichtungen 8 und 10 und zu
der ebenfalls scheibenförmigen Aufgabeeinrichtung g geschaffen werden. Diese Flüssigkeiszu-
und -abführungen sind feststehend angeordnet.
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Diie Drehzahl der Zentrifuge beträgt zweckmäßig etwa 5000 U/min oder
mehr.
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Durch den Stutzen I2 und das Rohr 6, das. aber auch schon früher
endigen kann., wird die schwerere Flüssigkeit bis nahe zur unteren Grundplatte der
Zentrifuge geführt, wo Diese $Rohr $gebenenfalls noch eine der Zentrifugenform angepaßte
Erweite rung haben kann. Die schwerere Flüssigkeit fließt Durch die Spalte zeischen
den Rohrartien An0-sätzen 2 im Zichkzakcweg bis zum feinen Raum 7 zwischen dem äußersten
Ansatz und em Trommel mantel. Aus dem Raum 7 gelangt sie durch den Spalt 4 zwischen
dem Deckel 3 und dem darunterliegenden Boden zur Schöpfeintrichtung 8 und fließt
dann durch den Stutzen 13 weiter. Ihr entgen wird die lechtere Flüssigkeit geführt,
die vom Stutzen I4 zur Verteileinrichtung g und durch den' Spalt 5 zwischen dem
Boden und der Grundplatte des Zentrifugenteiles 11 in den Raum 7 gelangt und von
dort den Zickzackweg zwischen den Ansätzen in der entgegenesetzt Richtun wie die
schwerere Flüssigkeit zurücklegt.
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Bei dem verhältniscmäßig langen Weg in den Spalten 21 zwischen dien
Ansätzen tritt eine sehr intensive Wechselwirkung zwischen den beiden Flüssigkeiten
ein. Die leichtere Flüssigkeit wird dann aus dem innernraum der Zentrifuge durch
die Schöpfeinrchtung 10 entnommen, von der sie zu der Ausflßstutzen I7 gelangt.
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In den Spalten 21 können zur Erzielung einer noch gleichmäßigeren
Flüssigkeitsversteilund und zur Erliöhung tder Extraktionswirkung Gleitstege od.
dgl., z. B. Rillen, auf den Flächen der Ansätze vorgesehen sein.
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Die Ausführungsform der Zentrifuge, die in Abb. 3 -dargestellt ist,
unterscheidet sich von der nach Abb. I und 2 dadurch, daß die Verjüngung der Ansatzlängsschnitte
Stufenweise ausgebildet ist. Zwischen die Abstufungsflächen 20 können Dichtungen
eingelegt sein, so daß der Spalt 19 zwischen zwei benachbarten Ansätzen mehrfach
flüssigkeitsdicht unterteilt ist. Die Abstufung verläuft um jeden n Ansatz in Form
eines Schraubenganges, so -da.ß auch die Flüssigkeiten diese Weg
zwischen
zwei benachbarten Ansätzen zurücklegen müssen. Der Weg der Fl;üssigekiten durch
die Zentrifuge wird dadurch um ein entsprechendes Vielfaches gegen, über dem in
der Ausführungsform nach Abb. I verlänert. Die Ausführungsform nach Abb. 3 ist insbe'sondere
für solche Zwecke geeignet, bei Idenen es auf eine sehr intensive Wechselwirkung
zwischen den zu behandelnden Flüssigkeiten ankommt.
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Im Betrieb der erfindungsgemäßen Zentrifuge kann Ider Trennspiegel
zwischen den z-u behandelnden Flüssigkeiten je nach Bedarf entweder nahe dem freien
Innernraum der Zentrifuge oder nahe dem Außenraum 7 oder dazwischen gelegt werden,
was durch entsprechende Bemessung -der Durchmesser der Schöpfeinichtungen 8 und
10 erreicht werden kann. Je gräßer nämlich der Unterschied zwischen dem Durchmesser
der Schäpfeinrichtung s und Idem der Schöpfeinrichtung 10 ist, desto weiter wird
der Trennspiegel nach dem Zentrifeungenmantel I hin verlegt. Je nachdem Ider Trennspiegel
auf der Innen- oder Außenseite der Zentrifuge liegt, breitet stich die leichte Flüssigkeit
bzw. die schwere Flüssigkeit in Form eines Fi-lm.s auf den Ansatzflächen aus, während
der Rest des Spaltes von der anderen Flüssigkeit eingenommen wird.
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Die Zentrifuge wird zweckmäßig im Schwerpunkt auf eine Antriebswelle
aufgesetzt. Sie kann aber auch doppelt gelagert sein, wobei die Flussigkeitszuführungen
und -abführungen durch die eine auchse der Zentrifuge gehen.