NO145806B - En-haands blandeventil. - Google Patents

Abstract

En-hånds blandeventil.

Description

Sentrifugalapparat for oppnåelse av mediumutveksling mellom en tyngre og en lettere væske under motstrøm.

Nærværende oppfinnelse vedrører et

med sentrifugalkraft virkende apparat for oppnåelse av mediumutveksling av den ty-pe som angis i det amerikanske patentskrift 2 670 132. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en forbedret anordning ved dette apparat, hvorved det blir mulig å an-vende et enkelt apparat av standardbe-skaffenhet, som lett og fort kan tilpasses alle slags arbeidsforhold.

Apparater som virker med sentrifugalkraft for oppnåelse av mediumutveksling av den type som her er på tale, har etter-hånden fått stadig større betydning, og de har nå en meget omfattende anvendelse for industrielt bruk og for laboratoriebruk. Et lite utvalg av de forskjellige anvendel-sesområder for slike apparater skal angis: Rensing av vann fra faste bestanddeler, dampbehandling av væsker, som ekstraksjon av vegetabilske oljer ved hjelp av damp, utskillelse av antibiotika, rensing av petroleum med fenol- og hexanavvoksing, ekstraksjon av fenol fra avfallsvæsker fra koksovner, ekstraksjon av gummi arabicum fra vegetabilske oljer, kaustisk og sur raffinering eller behandling av vegetabilske oljer samt petroleumsoljer og petroleums-produkter, heri innbefattet petrokj emika-lier, oppløsningsekstraksjon, som f. eks. duosolprosesser for raffinering av smøre-oljer og for økning av deres viskositet, opp-løsningsekstraksjon av smøreoljer ved hjelp av furfural, furfuralraffinering av vegetabilske oljer, avkoffeinering av kaffe, rensing av uran og sjeldne jordmetaller samt av avfallsvæske fra sulfittfabrikasjo-nen, samt innen de industrigrener som sys-ler med fremstilling og bearbeidelse av plaster, syrer, farvestoffer, spesielt blekk, viner, bryggeriprodukter, kulltjærederivat, kontaminerte oljer, meieriprodukter, me-disinske produkter, oljer, fett og glyserin av alle slag, deri innbefattet fiskeoljer, fruktsafter, bekjempelsesmiddel mot ugress og insekter, hormoner og vitaminer, lakk og tørrende oljer, latex-, nøtte- og frøoljer, revne farver og fernisser, farmasøytiske produkter, såper og saponer, oppløsnings-midler, sulfonater, syntetiske vaske- og rengjøringsmidler, gjærseparasjon osv. I virkeligheten kan apparatene anvendes ved enhver prosess, ved hvilken det er nød-vendig eller ønskelig å bringe to væsker i kontakt med hverandre for å utskille eller ekstrahere en komponent fra den ene av disse væsker.

Selv om man hittil har foreslått atskil-lige ulike typer av apparater av det her omtalte slag, og har fremkommet med en mengde forskjellige forslag til slike apparater, så har det allikevel foreligget visse ulemper som har motvirket mer omfattende og generell anvendelse av dem. Stort sett har de tidligere kjente apparater inneholdt et antall perforerte bånd, beliggende med gitt avstand fra hverandre i konsentrisk konfigurasjon inne i en lukket rotor. Man har tatt forholdsregler for å tilføre den tyngre væske til rotoren i eller nær dens sentrum og for uttagning av samme væske fra rotoren i eller nær dens periferi. Likeledes har man tatt forholdsregler for å tilføre den lettere væske under trykk til rotoren i eller nær dens periferi og for å fjerne denne lettere væske fra rotoren i eller nær dens sentrum.

På grunn av den sentrifugalkraft som frembringes i den roterende rotor, blir den tyngre væske tvunget til å bevege seg utad bort fra rotorens sentrum. Begge væsker har derfor beveget seg i motsatte retninger eller mot strømmen gjennom rotoren, selv om deres fysiske bevegelsesvei i hovedsaken har vært den samme. Under forløpet av denne motrettede bevegelse blir begge væsker tvunget til å bevege seg gjennom perforeringshullene i båndene, hvorpå de er blitt finfordelt og bragt i intim kontakt med hverandre, slik at den spesielle prosess som tilstrebes er blitt gjennomført.

Ved visse fremgangsmåter har man undertiden anvendt tre væsker, i hvilket tilfelle mellomvæsken er blitt tilført til rotoren et sted mellom tilførselsstedet for den tyngre og tilførselsstedet for den lettere væske, avhengig av de spesielle egenskaper for den vedkommende fremgangsmåte. Som eksempel kan henvises til fenolraffinering av smøreoljer, ved hvilken fremgangsmåte vann av og til tilføres som mellomvæske for å lette det såkalte sprang i ekstraksjonen. Dette vann fjernes sammen med feriolen samtidig med de produkter som er blitt ekstrahert fra smøreoljene.

Det kan nevnes at det finnes to spesielle fenomener ved sentrifugalutskiftning eller -kontakt, ved hjelp av hvilke man kan oppnå en regulering og forandring av for-holdene. Vanligvis har man da snakket om «separasjonskraft» og om «blandingsenergi». Med separasjonskraft har man da for-stått den kraft som søker å separere de to væsker, etterat de er blitt intimt blandet ved de forskjellige trinn i maskinen. Denne kraft kommeir i første rekke fra det trykk, med hvilket den lettere væske innføres i rotoren, samt fra den i rotoren tilveiebrag-te sentrifugalkraft. Det er selvfølgelig kjent at sentrifugalkraften er proporsjonal med den hastighet, med hvilken rotoren roterer, og ettersom rotasjonshastigheten lett kan reguleres ved hjelp av drivmotorer for va-rierende hastighet el. lig., er det ingen vanskelighet med å regulere separasjons-kraften.

På den annen side har reguleringen av blandingsenergien fremstått som et betydelig meget vanskeligere, og i de fleste tilfelle hittil uløst problem. Blandingsenergien kan sies å omfatte alle de forskjellige forhold i rotoren som påvirker evnen til begge fluider eller væsker til å blandes godt med hverandre. Det er f. eks. kjent at blandingsenergien øker når strømnings-mengden pr. tidsenhet i begge væsker øker.

Likeledes fordres størrei blandingsenergi

når kvantiteten av de væsker som skal blandes, er mer ujevnt fordelt. Det forbru-kes større blandingsenergi når volumfor-holdet er 10 : 1 enn når det er 1 : 1. Det er også velkjent at blandingsenergien påvir-kes av størrelsen, antallet og den totale

flate av de perforeringshull som er anordnet i de konsentriske bånd. Større blandingsenergi kan således oppnås hvis man minsker størrelsen av, antallet av og/eller den totale flate av perforeringshullene, og vice versa.

For at man skal oppnå effektiv og intim blanding av begge medier i rotoren er det viktig at disse medier først brytes ned eller dispergeres til små dråpelignende for-masjoner i hvert spesielt blandingstrinn. I virkeligheten er denne oppdeling eller dråpedannelse av mediene i hvert enkelt blandingstrinn det spesielle krav som frem-står som det viktigste, da dets oppfyllelse

ikke bare muliggjør en mer intim blanding

av begge medier, men også står i direkte

sammenheng med blandingsenergien i rotoren. Om f. eks. et apparat er konstruert

slik at det skal gi riktig blandingsenergi for en kapasitet på 450 liter/minutt, så ville samme apparat være meget uegnet for en

kapasitet på 45 liter/minutt, da blandingsenergien bør være proporsjonal med kapa-siteten. Kravet om høyere blandingsenergi kan imidlertid tilfredsstilles ved at man regulerer dispersjonen i dråper og minsker antallet av eller det sammenlagte areal av eller størrelsen av perforeringshullene i de syindriske bånd. På tilsvarende måte gjelder at et apparat, som er konstruert for dispersjon i dråpeform av en væske med

lav spesifikk vekt, f. eks. filtrert penicillin-lag eller øl eller methylketoner, som me-thyethylketon, vil være fullstendig uegnet

for riktig dråpedispersjon ved behanding av en væske med høyere viskositet, f. eks. smøreolje eller fenol, da dispersjonshullene vil være altfor små. Også i slike tilfelle

hvor begge medier ved en spesiell fremgangsmåte viser en tendens til å inntre i emulsjon, kan dette forhindres ved forandring av dråpestørrelsen, slik at blandingsenergien i rotoren samtidig minskes. Man innser den store betydningen av en riktig regulering av dråpedispersjonen, men hittil

har ikke egnede midler for tilveiebringelse av denne vært tilgjengelige.

Dråpedispersjonen blir betydelig mer effektiv om den skjer i mer enn en retning. Det er da dels viktig at sentrifugalkraften og trykket på de tilførte væsker har en be-vegelseskomponent, som tilveiebringer dråpedispersjon, utad resp. innad i radiell retning, men det er minst like viktig at væskene har fri bevegelse i periferien retning, slik at til den nevnte radielt rettede bevegelse under frembringelse av dråpedispersjon kommer også til en rotasjonsdispersjon, tilveiebragt ved at den ene eller begge væsker beveger seg i periferien retning i forhold til rotasjonen.

Antallet av de faktorer som be-stemmer blandingsenergien, som kreves ved en spesiell fremgangsmåte, beror på de fysiske* og kjemiske egenskaper av de flyten-de medier som inngår i fremgangsmåten, og dette antall er derfor variabelt og like ubegrenset som antall kombinasjoner av medier som reagerer med hverandre. For dem har det hittil vært krevet forskjellige apparater. De aktuelle faktorer kan omfatte viskositet, spesifikk vekt, overflate-spenningskoeffisient, blandbarhetskoeffi-sient, det kvantitative forhold mellom det ene og det andre medium, tilbøyelighet til emulgering osv. Man innser derfor at det er meget viktig at man har for hånden midler for variasjon av dråpedispersjonen og blandingsenergien. Man bør i denne sammenheng erindre at apparater av he omtalte type er særdeles kostbare, og at de som regel hittil er blitt fremstilt slik at de skulle svare til de speisiell krav som stilles til dem på grunn av en gitt foredlingsprosess. Hvis f. eks. et apparat er blitt konstruert slik at det virker effektivt for en spesiell foredlingsprosess, f. eks. innen pe-troleumsindustrien, så blir anvendelsen av dette apparat for et annet øyemed, til og med innen samme industrigren, som regel umulig eller upraktisk. Det er da nødvendig at man for det nye øyemed innkjøper et ytterligere av disse apparater. Det samme gjelder naturligvis for alle forskjellige in-. dustrielle grener.

Det som karakteriserer oppfinnelsen er at separatorbåndene er uperforert, men er forsynt med et antall større hull som ligger således i de forskjellige separatorbånd at deres midtpunkt ligger på en radiell rett linje., og at deres kanter begrenser radielt rettede kanaler, videre at stabler av hullforsynte skiver med en til kanalens ytre form svarende omkrets er anordnet for å innsettes i disse kanaler, slik at de dekker hullene i separatorbåndene og slik at de etter behov kan utskiftes med sta'bler av skiver med på annen måte beskaffede hull for variasjon av dråpedispersjonen og derved av blandingsenergien.

Oppfinnelsen tilveiebringer et apparat som ovenfor angitt, hvorved de foran omtalte ulemper unngås, og ved hjelp av hvilket det lett og raskt blir mulig å regulere blandingsenergien i apparatet. Derved blir et slikt apparat anvendelig for et meget stort antall forskjellige fremgangsmåter, uavhengig av hvilke to medier som brukes. Det blir samtidig mulig å standardisere et mindre antall på en bestemt måte kon-struerte og dimensjonerte apparater, slik at disse, som hittil bare kunne fremstilles som bestillingsvare for bestemte øyemed, heretter kan fremstilles som forråds- og lagervare. Det blir ved oppfinnelsen mulig å endre dråpedispersjonen slik at praktisk talt hver forekommende fremgangsmåte, til hvilken man trenger et apparat av nevnte type, kan utføres godt og økonomisk med et eneste standardapparat. Fortrinnsvis bør dispersjonsforholdet kunne varieres i to for skjellige plan, nemlig dels i rota-sjonsplanet, dels også i radialplanet.

Den teori som hittil har vært antatt som den riktige, nevnes i det ovennevnte amerikanske patent 2 670 132. Den innebærer at blandingen mellom væskene i rotoren skal tilveiebringes ved strålevirkning, som oppstår på grunn av at væskene passerer gjennom små perforeringshull i båndene, og at ingen eller bare ubetydelig blanding skulle forekomme i områdene mellom båndene. Denne teori er imidlertid uriktig. I virkeligheten skjer blandingen hovedsakelig i områdene mellom båndene. Med hensyn til dette stemte de eldre konstruksjoner, ved hvilke samtlige bånd vanligvis var perforerte, ikke overens med de fysiske fenomener som forekommer i rotoren. Tvert imot synes det nu som om det mest effektive resultat skulle fås om båndet ikke var perforert og bare inneholdt til-strekkelige åpninger til å tillate variasjon av blandingsenergien ved riktig dispersjon av væske eller annet medium i dråper og passering av væsken eller mediet fra et trinn i apparatet til det neste. En slik konstruksjon gir større virkningsgrad ved at den tillater fullstendig adskillelse mellom begge medier i hvert blandingstrinn.

Ved hjelp av anordningen ifølge oppfinnelsen kan man nå på en lettvint måte varier© størrelsen, antallet og den totale flate av de åpninger som forekommer, slik at de gir nødvendig blandingsenergi. Her innebærer oppfinnelsen at man anordner en kolonne av flere skiver, som i antall kan være lik antall konsentriske bånd i rotoren, og anordnet slik at de kan settes inn i serier av samordnede hull i båndene slik at de lukker disse hull.

Skivene kan være slik anordnet at de lett kan skiftes ut med den virkning at man kan få hvilken som helst ønsket drå-peformasjon og -dispersjon samt hvilken som helst ønsket blandingsenergi. Skivekolonnen kan da danne en kurvlignende konstruksjon med flere omkring kolonnen anordnede rammer for lokalisering og un-derstøttelse av skivene, hvorved innsettelse og uttagning av disse i kolonnen i resp. fra deres hull i båndene foretas lettere, uten at en eneste skive behøver å komme i for-styrrende stilling eller ellers skade kant-partiene på de konsentriske bånd.

Flere slike skiver kan være understøt-tet av en felles sentrumstav, idet distanse-elementer dimensjonert på egnet måte anordnes mellom skivene. En perforert strimmel kan være anordnet i de til hverandre svarende hull i båndene, og kolonnen av skiver kan være anbragt i denne strimmel. Ved anordningen ifølge oppfinnelsen har man lett tilgang til det indre av rotoren for rengjøring eller vedlikehold, ved bare å ta bort kolonnen av skiver. Rotoren kan også gjøres mer stabil i konstruksjon enn hva tidligere har vært tilfelle. Samtidig kan den fremstilles billigere, men beholder allikevel sin effektivitet og kan gjøres mer holdbar, slik at den får lengre levetid.

Oppfinnelsen skal nedenfor beskrives nærmere i forbindelse med tegningene, men det er underforstått at oppfinnelsen ikke er begrenset til det eller de spesielle utførelseseksempler, men at forskjellige modifikasjoner kan forekomme innen ram-men av oppfinnelsen.

På tegningene er gjennomgående samme henvisningsbetegnelse anvendt for å betegne en og samme detalj, selv om den forekommer i vidt forskjellige tegningsfi-gurer.

Fig. 1 viser et fragmentarisk snitt gjennom et apparat ifølge oppfinnelsen med utskiftbare skiver, og

fig. 2 viser i større målestokk et fragmentarisk snitt gjennom en del av rotoren med deri anordnet kolonne av skiver.

Fig. 3 er et lignende oppriss av skivekolonnen alene, dvs. uttatt fra rotoren og med flere av skivene fjernet for å vise kon-struksjonen. Fig. 4 er et planoppriss av en av de skiver som inngår i skivekolonnen. > Fig. 5—12 er forskjellig beskafne skiver med de deri anordnede hull, og

fig. 13 og 14 viser sett fra kanten to andre mulige former for skiver, mens

fig. 15—17 er planoppriss av skiver med

de vertikale resp. roterende dråpedisper-sjonsanordninger som er forent med skivene.

Fig. 18—20 er vertikalsnitt gjennom

skivene ifølge fig. 15—17.

Fig. 21 er et snitt gjennom en avvik-ende utførelsesform av skivene i kolonnen for å vise hvorledes skivene er festet til rotorakselen, og

fig. 22 er en modifisert utførelsesform

av anordningen ifølge fig. 21.

Fig. 23 viser til slutt en perforert hylse som kan anvendes i forbindelse med oppfinnelsen.

Selve motstrømsapparatet for utveks-ling mellom væsker eller lignende medier er i fig. 1 betegnet med 10. Da den grunn-leggende konstruksjon for et slikt apparat på forhånd er kjent, f. eks. gjennom det ovennevnte patentskrift, og i seg selv ikke utgjør noen ny oppfinnelse, vil i det følg-ende bare gis en kortfattet beskrivelse av denne. Apparatet omfatter således en aksel 12, som på egnet måte er lagret slik at den kan rotere i forhold til stativet 14. En trom-mel eller rotor 16 er fast forbundet med akselen 12, slik at de kan rotere sammen, og hele anordningen kan være innesluttet i et avtagbart, beskyttende hus 17.

På egnet måte anordnede kanaler 18 og 20 er anordnet i akselen 12 for tilførsel av den tyngre væske til sentrumpartiet av rotoren 16 resp. for fjerning av den lettere væske fra dette parti. Likeledes er passen-de kanaler anordnet, se kanalene 22 og 24, for tilførsel av den lettere væske under trykk til det periferiske område av rotoren 16 og for å lede den tyngre væske derifra. I forbindelse med kanalen 24 for utledning av den tyngre væske kan en kanal 26 være anordnet mellom strømningsskiver 28 og endeskivene 30 i rotoren 16.

Et antall konsentriske, sylindriske separatorbånd 32 er anordnet, understøttet av strømningsskivene 28 på en måte som fremgår av tegningen. Det skal bemerkes at separatorbåndene er fullstendig uten perforeringshull over hele sin flate med unntagelse av et antall innbyrdes like forekommende hull for skivekolonnen eller skivestabelen, f. eks. hullene 34, 36, 38 og 40, hvilkes funksjon skal beskrives nærmere nedenfor.. Denne konstruksjon av separa-torbådene skiller seg fullstendig fra de tidligere kjente konstruksjoner, ved hvilke båndene ofte har vært perforert over hele sin flate. De ikke perforert bånd 32 er av betydning, da det er disse som frembringer den effektive og så godt som fullstendige adskillelse mellom de to væsker etter hvert blandingstrinn, idet de adskilte væsker tvinges sammen ved separasjonsegenskap-ene for rotoren. Den tyngre væske presses derved mot innersiden av båndet, og den lettere væske mot utsiden av båndet. Det er åpenbart at denne pressvirkning og den samtidige fullstendige adskillelsen mellom væskene ikke var mulig ved de allerede kjente apparater med perforerte bånd.

Avstanden mellom separatorbåndene 32 bør fortrinnsvis tilta med økende radius eller kan muligens være innbyrdes lik, for at man så effektivt som mulig skal utnytte* den separasjonskomponent av tyngdekraf-ten som frembringes i rotoren. Om det ønskes kan båndene også være anordnet med innbyrdes avstand som minsker med økende radius.

I hver hullrad av rett overfor hverandre beliggende hull 34, 36, 38 er anordnet en skivestabel eller skivekolonne, som i sin helhet er betegnet med 42, og som skal beskrives mer i detalj under henvisning til tegningsfigurene 2, 3 og 4. Skivestabelen 42 omfatter et antall rammedeler 44 for understøttelse og lokalisering av skivene. Hver rammedel 44 er forsynt med et antall uttagninger 46 beliggende på gitt avstand fra hverandre. Antall slike uttagninger 46 kan være likt eller større enn antall separatorbånd 32, slik at det i det minste en av uttagningene vil befinne seg rett ut for respektive separatorbånd når skivestabelen er anbragt i funksj onsstilling i rotoren, se fig. 2. Man legger da merke til at uttagningene 46 har forskjellig delingshelling, slik at de svarer til den forskjellige krum-ningsradius for de spesielle bånd de skal forbindes med.

Et antall skiver 48 understøttes løstag-bart av rammedelene 44 på den på tegningen angitte måte. Hver av disse skiver 48 kan være forsynt med perforeringshull 50, og det forstås at skivene tilpasses slik at uttagningene 52 i periferien av skivene passer inn i uttagningene 46 i rammedelene 44. Det må også påpekes at uttagningene 46 og 52 er dimensjonert slik at ytterkantene* av rammedelene 44 ligger nøyaktig på linje med den periferiske omkrets av skivene 48 når skivestabelen er sammen-satt i funksjonsdyktig tilstand. Skivestabelen 42 kan derfor lett innsettes i eller uttas fra en rad av på linje med hverandre liggende hull av den type som represente-res av hullet 34, med ytterkantene på rammedelene 44 virkende som styreskinner for å hindre at ytterkantene på skivene 48 stø-ter imot eller skader innerkantene for hullene i båndet 32. Samtidig er hver skive 48 dimensjonert og formet slik at et så godt kompromiss som mulig fås for et sir-kulært snitt fra det spesielle bånd 32 som skiven er forbundet med. Samtlige hull i serien av hull 34, 36, 38 og 40 er således dekket av en tilsvarende skive 48.

Selv om skivestabelen er vist som om den inneholdt fire rammedeler 44, er det åpenbart at den kan inneholde et hvilket som helst antall rammedeler. I hvertfall skal skivene 48 være forsynt med et antall

periferiske uttagninger 52 svarende til antall anvendte rammedeler 44.

Den bemerkelsesverdige virkning av en slik skivestabel 42 er at den gjør et mot-strømningsapparat av den her omtalte type anvendelig for alle tenkelige arbeidstilfelle.

Ved en så enkel forholdsregel som å skifte ut skivestabelen 42 kan nemlig tilpassing

fås for hvilken som helst ønsket dråpedispersjon resp. hvilken som helst ønsket Dlandingsenergi. Eksempelvis e*r skivestabelen ifølge fig. 4 vist med sirkulære hull eller perforeringer 50 av bestemt areal og

bestemt sammenlagt flate. Det er imidlertid åpenbart at skiven 48 like godt kunne

inneholde perforeringshull av annen dimensjon eller annet antall, annen form eller annen mønstring, og at da også den totale flate for perforeringshullene kan bli en annen som egner seg for de spesielle krav på grunn av ønsket arbeidstilstand. I fig. 5—12 er vist et antall eksempler på åtte forskjellig utførte skiver 48A—48H, men disse er bare å betrakte som valgte eksempler på forskjellige* skiveformasjoner, og oppfinnelsen er ikke begrenset til disse.

I fig. 13 på tegningen vises en lignende skive 481 med perforeringshull 501. Også

denne skive er forsynt med utstikkende

deler eller tapper 54 på begge sider, slik at de begrenser perforeringshullene. Tappene kan være uthulte og rørformede, slik at de helt omgir hvert sitt perforeringshull 501. Disse rørender 54 letter finfordelingen av den tidligere sammenhengende væskemasse og øker derved effektiviteten i dråpedispersjonen.

En annen mulig form av en skive vises i fig. 14 på tegningen, hvor man ser at skiven 48J er gjort korrugert eller bølgefor-met. Også den korrugerte skive 48J letter dråpedispersjonen ved at den finfordeler væskemassen når denne* passerer over bøl-beryggene resp. gjennom hullene.

Det er åpenbart at skiven 48 kan anordnes uten perforeringshull, slik at skivene fullstendig adskiller og tetter raden av hull 34, 36, 38, 40, i hvilke de er innsatt. I hvertfall er det nødvendig å plasere skivestabelen 42 i hvert sitt av to nøyaktig radielt motsatte par av hullrader, slik at rotoren er godt balansert, noe som bør skje for at man skal få en rolig rotasjon av denne. I denne henseende bør også påpekes at selv om raden av på samme linje liggende hull er vist å omfatte åtte slike hull, nemlig hullene 34, 36, 38 og 40 på hver side av sentrum, så kan apparatet inneholde hvilket som helst jevnt antall hull, men de bør dog være* radialt motsatt hverandre, slik som ovenfor nevnt.

For understøttelse av skivestabelen 42 under arbeide og for å muliggjøre dens inn-setning i eller uttagning fra rotoren "16 er den ytre sylindriske vegg for rotoren forsynt med et antall sirkulære hull eller åpninger 56, se fig. 1, hvert hull på linje med en rad skiveåpninger 34, 36, 38, 40. En propp 58 kan skrues inn i hullets 56 gjenger resp. skrues ut av hullet. Denne propp støter mot overflaten av rammedelene 44, slik at disse stbiliseres i sin stilling sammen med skivestabelen 42 i rotoren under arbeidsforhol-det, se også fig. 2. Alternativt kan også proppen 58 være forsynt med en på tegningen ikke vist innstillingsskrue som kan etterstilles til den med riktig trykk ligger an mot den ytterste skive 48 i den omtalte skivestabel. Om man fjerner proppen 58 og den tilhørende skivestabelen 42, oppnår man samtidig god tilgang til det indre av rotoren, f. eks. for rengjøring av denne eller for andre øyemed, som reparasjon.

I den viste utførelsesform av oppfinnelsen er raden av skivehull 34, 36, 38, 40 vist som om den hadde avtagende åpnings-størrelse, idet diameteren av hullene har tiltatt fra sentrum til periferien av rotoren 16. Da stabelen 42 er konstruert med helt samme avtagningsforhold, innsees umid-delbart at det ikke behøves noen festean-ordninger ved indre ende av stabelen for å fastholde denne i arbeidsstilling. Om det skulle ønskes at hullenei i hver rad av hull har en og samme dimensjon, slik at det av hullene begrensede volum blir sylindrisk, kan det anordnes indre festemidler på den måte som skal beskrives nærmere i det følgende i tilknytning til en ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen.

Fig. 15—20 på tegningene viser en ytterligere detalj som bidrar til regulering av dråpedispersjonen. Typiske skiver, f. eks. 48K, 48L og 48M er vist i disse figurer forbundet med vertikalt opprakende lister 60, 62, 64. Disse vertikalt opprakende lister 60, 62, 64 er perforert, og det forstås da at de har samme funksjon for dispergering av væsken til dråper når den passerer gjennom hullene. Den dråpedispersjon som be-virkes av de vertikalt opprakende lister kan imidlertid ansees som en rotasjonsdispersjon til forskjell fra den radiale dis-

persjon, som oppstår i de perforerte skiver. Listene innebærer således en annen dimensjon for dråpedispersjonsforløpet. Det er naturligvis også mulig å gjøre rammedelene 44 perforerte og/eller utføre dem i vertikal bølgeform for derved å lette og be-fordre væskens dispersjon til dråpeform. Det innsees da også at anordning av de vertikalt opprakende lister, som vises i fig. 15—20, bare utgjør valgte utførelseseks-empler, som kan modifiseres på mange måter.

En ytterligere utførelsesform av oppfinnelsen vises i fig. 21, i hvilken skivestabelen er betegnet med 65. Skivestabelen 65 omfatter et antall vertikalt over hverandre, som en rekke anordnede skiver 66 på i alt vesentlig samme måte som vist i forbindelse med skivene'48. I dette tilfelle er imidlertid hver skive utført med et sent-rumshull 68, og de ved periferien anordnede uttagninger 52, som forekom ved skivene 48, behøves ikke lenger.

Gjennom de på rekke etter hverandre innornede hull 68 går en stang 70 med en gjenget forlengelse 72 ved sin indre ende. Sylindriske, vertikale distansestykker 74 er løsbart anordnet på stangen 70, et ved eller mellom hvert par av skiver 66 som ligger nær hverandre, og disse distansestykker er fortrinnsvis dimensjonert slik at samtlige på rekke efter hverandre følgende hull 34, 36, 38, 40 lukkes av hver sin skive, når mon-tering finner sted på allerede beskrevet måte. Låsmuttere 76 kan anvendes for full-byrdelse av monteringen av stabelen 65.

Når en skivestabel 65 er anbragt i arbeidsstilling på en rekke av på linje med

hverandre liggende hull, vil proppen 58

hvile mot overenden av stangen 70 og på slik måte fastholde denne i riktig stilling.

Dertil kommer at den gjengede forlengelse 72 skrues inn i apparatets aksel 12 i på

riktig måte beliggende, gjengede hull som

er boret i akselen. Stabelen 62 blir på denne

måte sikkert forankret både ved sin indre og ytre ende.

I fig. 22 på tegningene vises stabelen 65 som om den besto av skiver 66 som var

fullstendig av samme størrelse. En slik skivestabel kan selvfølgelig anvendes i slike tilfelle hvor rekken av på linje med hverandre liggende hull 34, 36, 38, 40 har samme størrelse og ligger figurlig talt på en sylindrisk flate.

En ytterligere forbedring av anordningen ifølge oppfinnelsen består i anvendelsen av en rikelig perforert hylse 80, se fig. 23, som kan være utført i ett stykke med separatorbåndene 32 eller løsbart fra disse. Hylsen 80 ligger i en rekke av innbyrdes på linje liggende hull 34, 36, 38, 40, og den kan enten være konisk formet eller sylindrisk, avhengig av formen på det hulrom som dannes i hullåpningene. Når en slik hylse anvendes kan skivestablene 42 og 65 selv-følgelig innsettes direkte i hylsen istedet for i de på linje liggende hull. Det innsees imidlertid at den perforerte hylse ikke bare hjelper til i tilveiebringelsen av rotasjonsdispersjon, men også fører til eliminasjon av hvert behov for nøyaktig avstandsinn-stilling mellom skivene, da det ikke lenger er nødvendig at skivene befinner seg på nøyaktig avstand i forhold til separatorbåndene, som ved den ovenfor beskrevne konstruksjon.

Det finnes også en annen mulighet for å unngå kravet om nøyaktig avstands-bestemmelse mellom skivene. I stedet for å gjøre skivene 48 resp. 66 bueformede, slik at de kan tilpasse seg det spesielle separa-torbånds krumning, med hvilket de er forbundet, kan de utføres plane og av større tykkelse, hvorved en kompensasjon oppnås for variasjonen i krumning. Hvis skivene er tilstrekkelig tykke, vil de nemlig fylle ut hele hullet i separatorbåndene 32 til tross for at de er plane.

Av foregående beskrivelse så vel som av tegningene fremgår det uten videre at det motstrømsapparat som er utført ifølge oppfinnelsen, blir generelt anvendelig for så godt som alle forskjellige fremgangsmåter, for hvilke et slikt motstrømsapparat kan anvendes. Dette er oppnådd ved anvendelsen av slike skivestabler som de betegnet med 42 og 65. De kan lett skiftes ut, og de gir derved en ubegrenset mulighet for pre-sisjonsregulering av dråpedispersjonen og blandingsenergien. Det er imidlertid åpenbart at selv om det ovenfor er sagt at skivestablene er utskiftbare, så kan man selv-følgelig også bytte ut de enkelte skiver i en og samme stabel, om så skulle ønskes. Ved oppfinnelsen oppnås dessuten at man ikke behøver å ha de for apparatets funksjon nødvendige perforeringshull i de enkelte separatorbånd, hvorved det sikres en bedre separasjon av de medier som befinner seg i apparatet i hvert enkelt blandingstrinn.

Claims (13)

1. Sentrifugal-apparat for oppnåelse av mediumutveksling mellom en tyngre og en lettere væske under motstrøm, omfattende en sylinderformet rotor på en sen-tral aksel, samt flere radielt rettede, omkring rotorens omkrets fordelte, i rotoren anordnede blandekammere med der anord-

nede separatorbånd, som frembringer srømningsmotstand, samt midler for til-førsel av den tyngre væske til hvert av blandekammerne ved eller i nærheten av deres indre ende og midler for å tilføre den lettere væske til hvert av blandekammerne ved eller i nærheten av deres ytre ende,karakterisert ved at separatorbåndene (32) er uperforert, men er forsynt med et antall større hull (34, 36, 38, 40) som ligger således i de forskjellige separatorbånd (32) at deres midtpunkt ligger på en radiell rett linje, og at deres kanter begrenser radielt rettede kanaler, videre at stabler (42, 65) av hullforsynte skiver med en til kanalenes ytre form svarende omkrets er anordnet for å innsettes i disse kanaler (34), slik at de dekker hullene i separatorbåndene (32) og slik at de etter behov kan utskiftes med stabler (42, 65) av skiver med på annen måte beskaffede hull for variasjon av dråpedispersjonen og derved av blandingsenergien.

2. Apparat etter påstand 1, hvor rotoren omfatter en yttervegg av sylindrisk form og forsynt med et antall hull på linje med hullene gjennom separatorbåndene, karakterisert ved at en propp (58) er anordnet for innsettelse i hvert av hullene (56) i rotorens yttervegg på slik måte at den vil ligge an mot skivestablene og hindre disses forskyvning ut av sine riktige arbeidsstillinger.

3. Apparat etter enhver av de foregående påstander, karakterisert ved at skivestablene (65) er sentralt under-støttet av i forhold til rotoren radiale bære-stenger (70) på hvilke skivene (66) er opp-tredd ved mellomlegg av distansestykker (74) eller ved benyttelse av distansebe-stemmende organer (fig. 21, 22).

4. Apparat etter enhver av de foregående påstander, karakterisert ved at skivene (48K—48M) er forbundet ved hjelp av vertikale, perforerte lister (60, 62, 64) for oppnåelse av rotasjonsdlspersjon av dråper.

5. Apparat etter enhver av foregående påstander, karakterisert ved at skivene i skivestablene (42, 65) er formet i det minste tilnærmelsesvis som utskårede mantelflater fra de konsentrisk anordnede separatorbånd (32), med det mål for øye at de så fullstendig som mulig skal lukke hullene i separatorbåndene (32).

6. Apparat etter enhver av påstandene 1—4, karakterisert ved at skivene i skivestablene (42, 65) er plane, men så tykke at de hovedsaklig fyller ut hullene i separatorbåndene (32) til tross for at separatorbåndene (32) er krumme.

7. Apparat etter enhver av foregående påstander, karakterisert ved at skivene (481) i skivestablene (42, 65) er forsynt med fra deres under- og/eller overside utstikkende utspring (54), slik formet at de nedbryter og oppdeler i dråpeform væsken som passerer utspringene (54).

8. Apparat etter enhver av påstandene 1—8, karakterisert ved at skivene (48J) er bølgeformet korrugert, med det mål for øyet at bølgetoppene på oversiden og undersiden skal oppdele væsken i dråper.

9. Apparat etter enhver av påstandene 3—8, karakterisert ved at bære-stengene utgjøres av langstrakte rammedeler (44), i hvilke et antall innskjæringer (46) er anordnet for å sikre riktig distanse mellom skivene (fig. 2, 3).

10. Apparat etter påstand 9, karakterisert ved at skivene er forsynt med etter rammedelene (44) tilpassede uttagninger (52) i periferien.

11. Apparat etter påstand 9 eller 10, karakterisert ved at rammedelene som opptar skivestablene (42, 65) er en hylse (80) som er forsynt med perforeringer for oppnåelse av rotasjonsdispersjon (fig. 23).

12. Apparat etter enhver av påstandene 1—11, karakterisert ved at en gjenget, utragende del (72) er anordnet ved innerenden av bærestangen (70), og at denne gjengede del (72) er anordnet for å inngripe med et gjenget hull i rotorakselen (12) i apparatet.

13. Apparat etter enhver av foregående påstander, karakterisert ved at en konisk hylse (80) er anordnet for å oppta skivestabelen og at hylsen med skivestabelen settes inn i uthulningene i separatorbåndene (32).