NO121262B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for støtfri innføring av en væske Procedure for impact-free introduction of a liquid

i en sentrifugalseparator samt sentrifugalseparator til utførelse av fremgangsmåten. in a centrifugal separator and centrifugal separator for carrying out the method.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for støtfri innføring av en væske i en sentrifugalseparator fra et stillestående i sentrifugerotoren utmunnende, med rotoren koaksialt innløpsrør, hvorunder innløpsrøret holdes fylt med væske frem til sin munning, samt en sentrifugalseparator til utførelse av fremgangsmåten. The present invention relates to a method for the shock-free introduction of a liquid into a centrifugal separator from a stationary inlet pipe exiting in the centrifuge rotor, coaxial with the rotor, under which the inlet pipe is kept filled with liquid up to its mouth, as well as a centrifugal separator for carrying out the method.

Ved separering av melk i sentrifuge har det vist seg at støtformet innføring av melken i sentrifugen motvirker effektiv fraseparering av fløte fra melken av i de minste to grunner. For det første slås melkens fettkuler i stykker, og de derved dannede fettkulefragmenter vil ha vanskeligere for å fra-skilles enn de usplittede fettkuler. For det annet har det vist seg at innblandingen av luft i melken vanskeliggjør utskilning av fettpartiklene. Man har derfor gjort forskjellige forsøk for ved støtfri innføring av melken i en sentrifuge å motvirke disse ulemper. Blant annet har man forsynt sentrifuger med til disse hermetisk tilsluttede innløp. I dette øyemed har det vært nødvendig å anvende tetninger mellom stillestående og roterende deler av sentrifugen. Herved har man løst problemet med støtfri innføring, men istedet er det oppstått problemer i forbindelse med utskifting av tetninger med visse mellomrom når tetningene er utslitt. When separating milk in a centrifuge, it has been shown that the introduction of the milk into the centrifuge in a shock form counteracts the effective separation of cream from the milk for at least two reasons. Firstly, the milk's fat globules are broken into pieces, and the resulting fat globule fragments will be more difficult to separate than the unsplit fat globules. Secondly, it has been shown that the mixing of air in the milk makes it difficult to separate the fat particles. Various attempts have therefore been made to counteract these disadvantages by introducing the milk into a centrifuge without impact. Among other things, centrifuges have been provided with hermetically connected inlets. For this purpose, it has been necessary to use seals between stationary and rotating parts of the centrifuge. This has solved the problem of bump-free insertion, but instead problems have arisen in connection with the replacement of seals at certain intervals when the seals have worn out.

Foreliggende oppfinnelse har til øyemed å løse også det sistnevnte problem, slik at en væske, som innføres i en sentrifuge gjennom et stillestående innløpsrør, støtfritt og uten luftinnblanding kan bringes i rotasjon. Ifølge oppfinnelsen skjer dette i det vesentligste derved at væsken umiddelbart fra rørets munning bringes til å strømme som et sjikt i aksiell retning mot rørets innløpsende langs en glatt (vingeløs) rotasjonsflate hos sentrifugerotoren frem til et i rotoren dannet væskenivå, idet væskesjiktets overflate står i berøring med et sentralt luftrom. Som følge av rotasjonen strømmer væsken i et tynt sjikt. Luftsjiktet omkring innløpsrørets utside hindrer friksjon mellom væskesjiktet og røret, hvilken friksjon ellers ville bremse den medføring av væskesjiktet i rotorens rotasjon som væskesjiktets friksjon mot rotasjonsflaten medfører. Videre avluftes væskesjiktet under sin aksielle strømning langs rotasjonsflaten ved sentrifugalkraftens separerende virkning, og denne avlufting kan bli så effektiv at f.eks. fraskilling av fløte ved separering av melk blir fullstendigere enn ved separering i en sentrifuge med hermetisk tilsluttet innløp. Oppfinnelsen kan selvfølgelig tillempes også for andre emulsjoner enn melk. The present invention also aims to solve the latter problem, so that a liquid, which is introduced into a centrifuge through a stationary inlet pipe, can be brought into rotation without impact and without air mixing. According to the invention, this mainly occurs by causing the liquid immediately from the mouth of the pipe to flow as a layer in an axial direction towards the inlet end of the pipe along a smooth (vaneless) rotational surface of the centrifuge rotor up to a liquid level formed in the rotor, the surface of the liquid layer being in contact with a central air space. As a result of the rotation, the liquid flows in a thin layer. The air layer around the outside of the inlet pipe prevents friction between the liquid layer and the pipe, which friction would otherwise slow down the entrainment of the liquid layer in the rotor's rotation caused by the liquid layer's friction against the rotating surface. Furthermore, the liquid layer is deaerated during its axial flow along the surface of rotation by the separating action of the centrifugal force, and this deaeration can be so effective that e.g. separation of cream when separating milk is more complete than when separating in a centrifuge with a hermetically connected inlet. The invention can of course also be applied to emulsions other than milk.

Med hensyn til oppnåelse av et separeringsresultat er det ønskelig at væsken, før den meddeles rotorens rotasjonshastighet, får anledning til å bevege seg radielt utover i rotoren langs en glatt (vingeløs) rotasjonsflate på rotoren. I dette øyemed er det ønskelig om væskens strømning kan skje langs en eller flere koniske flater. Særlig fordelaktig for separeringsresultatet er det hvis væsken kan meddeles rotorens rotasjonshastighet bare ved strømning langs en eller flere glatte rotasjonsflater på rotoren. With regard to achieving a separation result, it is desirable that the liquid, before it is informed of the rotor's rotational speed, is given the opportunity to move radially outwards in the rotor along a smooth (wingless) rotational surface on the rotor. To this end, it is desirable if the liquid can flow along one or more conical surfaces. It is particularly advantageous for the separation result if the liquid can communicate the rotor's rotational speed only by flowing along one or more smooth rotational surfaces on the rotor.

Oppfinnelsen omfatter videre en til utførelse av fremgangsmåten egnet sentrifugalseparator. Sentrifugalsepara-toren ifølge oppfinnelsen er av den type som har et stille stående, med rotoren koaksialt innløpsrør, som munner ut inntil en med rotoren roterbar, i forhold til rotasjonsaksen tversgående vegg som danner en endevegg for et hul-legeme som konsentrisk omgir røret og har en glatt (vingeløs) som rotasjonsflate utformet innside som strekker seg aksielt. Det karakteristiske for separatoren ifølge oppfinnelsen består i at den nevnte rotasjonsflate utvider seg konisk fra rørets munning i retning mot rørets innløpsende. The invention further comprises a centrifugal separator suitable for carrying out the method. The centrifugal separator according to the invention is of the type which has a stationary inlet pipe coaxial with the rotor, which opens up to a wall which is rotatable with the rotor, in relation to the axis of rotation, and which forms an end wall for a hollow body which concentrically surrounds the pipe and has a smooth (wingless) interior designed as a surface of rotation that extends axially. The characteristic feature of the separator according to the invention is that the aforementioned rotational surface expands conically from the mouth of the pipe in the direction towards the inlet end of the pipe.

For at man kontinuerlig skal kunne bortføre luft So that you can continuously remove air

som frasepareres fra den i sentrifugen innførte melk, står luftrommet innenfor det på hul-legemets innside dannede væskesjikt hensiktsmessig i åpen forbindelse med den ytre atmosfære. which is separated from the milk introduced into the centrifuge, the air space within the liquid layer formed on the inside of the hollow body is suitably in open connection with the external atmosphere.

Ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil fremgå av Further features of the invention will be apparent from

den følgende beskrivelse. the following description.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen som skjematisk viser et vertikal-snitt gjennom en som eksempel valgt utførelse av en sentrifuge. The invention will be explained in more detail in the following with reference to the drawing which schematically shows a vertical section through an embodiment of a centrifuge selected as an example.

på tegningen betegner 1 rotorlegemet og 2 det til-hørende lokk som festes ved hjelp av en låsering 3. Rotoren drives av en aksel 4 og er forsynt med et stillestående innløps-rør 5 og to utløpsledninger 6 og 7, som er tilsluttet til hver sin stillestående skrelleskive 8 resp. 9. Skrelleskivene er på sin side anordnet i hvert sitt skrellekammer lo resp. 11. En fordeler med en øvre del 12 med svak konisitet og en nedre del 13 med sterkere konisitet leder innført væske til separeringsrommet 14 som inneholder en sats med koniske plater 15 og en konisk overplate 16, hvis øvre del danner skrellekammeret lo. Huller 17 forbinder mellomrommet mellom platesatsens innerkanter med skrellekammeret lo. En spalte 18 mellom platen 16 og rotor-lokket 2 forbinder separeringsrommets ytre del med skrellekammeret 11. En spalte 19 omkring innløpsrøret 5 og aksielle hull 2o og 21 i skrelleskivene forbinder et sentralt luftrom i fordelerdelen 12 med den ytre atmosfære, nærmere angitt ved hjelp av en spalte 22 mellom rotortoppen og røret 7.Fordeleren 13 er forsynt med medbringervinger 23. På toppen av akselen 4 er fastskrudd et innvendig konisk hul-legeme 24 med en bunn 25. Innløpsrøret 5 munner ut så nær denne bunn at et sammenhengende tynt konisk væskesjikt dannes fra munningen 27 frem til et sylindrisk væskenivå 28. En del av hul-legemets 24 utside danner in the drawing, 1 denotes the rotor body and 2 the associated lid, which is attached by means of a locking ring 3. The rotor is driven by a shaft 4 and is provided with a stationary inlet pipe 5 and two outlet lines 6 and 7, which are connected to each stationary peeling disc 8 resp. 9. The peeling discs are, in turn, arranged in each peeling chamber lo resp. 11. A distributor with an upper part 12 with a weak conicity and a lower part 13 with a stronger conicity leads introduced liquid to the separation chamber 14 which contains a set of conical plates 15 and a conical upper plate 16, the upper part of which forms the peeling chamber lo. Holes 17 connect the space between the inner edges of the plate set with the peeling chamber. A gap 18 between the plate 16 and the rotor lid 2 connects the outer part of the separation space with the peeling chamber 11. A gap 19 around the inlet pipe 5 and axial holes 20 and 21 in the peeling disks connects a central air space in the distributor part 12 with the external atmosphere, more specifically indicated by means of a gap 22 between the rotor top and the pipe 7. The distributor 13 is provided with vanes 23. On the top of the shaft 4 is screwed an internal conical hollow body 24 with a bottom 25. The inlet pipe 5 opens out so close to this bottom that a continuous thin conical liquid layer is formed from the mouth 27 up to a cylindrical liquid level 28. A part of the hollow body 24 outside forms

med innsiden av fordelerdelen 12 en konisk jevntykk spalte 29. Innenfor nivået 28 dannes et luftrom 3o. with the inside of the distribution part 12 a conical gap 29 of uniform thickness. Within the level 28 an air space 3o is formed.

Sentrifugen ifølge oppfinnelsen er særlig bestemt for separering av emulsjoner, og i den følgende beskrivelse forutsettes det at det er helmelk som skal separeres. Melken innledes gjennom røret 5, som holdes helt fylt med melk. Den fra rørmunningen 27 utstrømmende melk treffer bunnen 25 og av-bøyes straks ved rørmunningen slik at melken uten luftinnblanding brer seg ut til et tynt sjikt 26 på den roterende innside av legemet 24 og ved friksjon med denne innside, men under sliring meddeles, en roterende bevegelse. Under innvirkning av sentrifugalkraften fraskiller det seg herunder luft fra væsken, og denne luft går bort fra luftrommet 3o gjennom forbindelsen 19-22 til den ytre atmosfære. Tegningen viser sjiktet 26 med maksimalt mulig aksiell utstrekning, dvs. til toppen av hul-legemet 24. For å unngå luftinnblanding bør nivået 28 ikke holdes radielt utenfor innsiden av legemet 24. På sin vei mot separeringsrommet 14 passerer melken gjennom den smale spalte 29 og får ved friksjon mot dennes inn- og utside sin rotasjonshastighet ytterligere øket. Innen melken når vingene 23, bør den være meddelt samme rotasjonshastighet som rotoren, slik at man unngår å slå melkens fettkuler i stykker når melken møter vingene 23. I platesatsen 15 fraskilt fløte strømmen gjennom hullene 17 inn i skrellekammeret lo og mates ut av skrelleskiven 8. På lignende måte strømmer skummet melk fra separeringsrommets periferi gjennom spalten 18 inn i skrellekammeret 11 og mates ut av* skrelleskiven 9. The centrifuge according to the invention is particularly intended for separating emulsions, and in the following description it is assumed that whole milk is to be separated. The milk is introduced through the pipe 5, which is kept completely filled with milk. The milk flowing from the pipe mouth 27 hits the bottom 25 and is immediately deflected at the pipe mouth so that the milk spreads without air mixing into a thin layer 26 on the rotating inside of the body 24 and by friction with this inside, but during slippage, a rotating motion. Under the influence of the centrifugal force, air separates from the liquid below, and this air leaves the air space 30 through the connection 19-22 to the outer atmosphere. The drawing shows the layer 26 with the maximum possible axial extent, i.e. to the top of the hollow body 24. To avoid air mixing, the level 28 should not be kept radially outside the inside of the body 24. On its way to the separation space 14, the milk passes through the narrow gap 29 and gets its rotation speed further increased by friction against its inside and outside. By the time the milk reaches the wings 23, it should be given the same rotational speed as the rotor, so as to avoid breaking the milk's fat globules into pieces when the milk meets the wings 23. In the plate set 15, the separated cream flows through the holes 17 into the peeling chamber and is fed out by the peeling disc 8 In a similar way, skimmed milk flows from the periphery of the separation space through the slot 18 into the peeling chamber 11 and is fed out by the peeling disk 9.

Utførte forsøk har vist at helmelk separert ved fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen gir skummet melk med under-tiden til og med lavere fettinnhold enn man oppnår ved separering i sentrifuger med hermetisk tilsluttet innløp. Experiments have shown that whole milk separated by the method according to the invention gives skimmed milk with sometimes even a lower fat content than is obtained by separation in centrifuges with a hermetically connected inlet.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for støtfri innføring av en væske i en sentrifugalseparator fra et stillestående, i sentrifugerotoren utmunnende, med rotoren koaksialt innløpsrør, hvorunder innløpsrøret holdes fylt med væske frem til sin munning,karakterisert vedat væsken umiddelbart fra rørets munning bringes til å strømme som et sjikt (26) i aksiell retning mot rørets innløpsende langs en glatt (vingeløs) rotasjonsflate (24) hos sentrifugerotoren frem til et i rotoren dannet væskenivå (28) , idet væskesjiktets overflate står i berøring med et sentralt luftrom (3o).1. Method for shock-free introduction of a liquid into a centrifugal separator from a stationary inlet tube opening into the centrifuge rotor, coaxial with the rotor, during which the inlet tube is kept filled with liquid up to its mouth, characterized in that the liquid is made to flow as a layer immediately from the mouth of the tube (26) in the axial direction towards the inlet end of the pipe along a smooth (wingless) rotational surface (24) of the centrifuge rotor up to a liquid level (28) formed in the rotor, the surface of the liquid layer being in contact with a central air space (3o). 2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1,karakterisert vedat væsken meddeles rotasjonshastighet ved å strømme langs en ytterligere glatt rotasjonsflate (12) som omgir den førstnevnte rotasjonsflate (24).2. Method as stated in claim 1, characterized in that the liquid is given rotational speed by flowing along a further smooth rotational surface (12) which surrounds the first-mentioned rotational surface (24). 3. Til utførelse av fremgangsmåte ifølge krav 1 egnet sentrifugalseparator med et stillestående, med rotoren koaksialt innløpsrør, som munner ut inntil en med rotoren roterbar, i forhold til rotasjonsaksen tversgående vegg som danner en endevegg for et hullegeme som konsentrisk omgir røret og har en glatt (vingeløs) som rotasjonsflate utformet innside, som strekker seg aksielt,karakterisertved at rotasjonsflaten (24) utvider seg konisk fra rørets munning (27) i retning mot rørets innløpsende.3. For carrying out the method according to claim 1, a suitable centrifugal separator with a stationary inlet pipe coaxial with the rotor, which opens to a wall that is rotatable with the rotor, in relation to the axis of rotation, and forms an end wall for a hollow body that concentrically surrounds the pipe and has a smooth (wingless) as a rotational surface designed inside, which extends axially, characterized in that the rotational surface (24) expands conically from the mouth of the pipe (27) in the direction towards the inlet end of the pipe. 4. Separator som angitt i krav 3,karakterisert veden ytterligere glatt rotasjonsflate (12) som omgir den førstnevnte rotasjonsflate (24) og er konisk.4. Separator as stated in claim 3, characterized by the wood further smooth rotation surface (12) which surrounds the first-mentioned rotation surface (24) and is conical.