ZENTRIFUGE UND VERFAHREN ZU DEREN BETRIEB

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Zentrifuge.

[0002] Die in der DE-A-28 22 478 gezeigte Zentrifuge weist eine Schleudertrommel mit einem Kolbenschieber auf, dem eine Kammer zugeordnet ist, welche über Kanäle in einer Spindel mit einem Hydrauliksystem verbunden ist. Der Einlauf des Produktes erfolgt über ein zentrales Zulaufrohr von oben. Die Spindel befindet sich an der Unterseite der Schleudertrommel. Diese Konstruktion hat sich zwar an sich bewährt, sie stößt jedoch an ihre Grenzen, wenn der Produktbereich aus Hygienegründen vom Antriebsbereich der Zentrifuge und den Steuerelementen des Antriebs sowie den Steuerelementen der Steuerfluidzufuhr außerhalb der Trommel (Ventile usw.) getrennt liegen soll.

[0003] Aus der DE-A-2808677 ist die Verwendung eines gasförmigen Mediums als Steuerfluid bekannt, wobei der Zuführkanal konzentrisch dem Zulaufrohr für das Schleudergut zugeordnet ist.

[0004] Eine gattungsgemäße Zentrifuge ist aus der US-A-4044945 bekannt. Auch diese Konstruktion gewährleistet jedoch nicht, daß der Produktbereich aus Hygienegründen vom Antriebsbereich der Zentrifuge und den Steuerelementen des Antriebs sowie den Steuerelementen der Steuerfluidzufuhr außerhalb der Trommel (Ventile usw.) getrennt liegt.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die gattungsgemäße Zentrifuge derart weiterzuentwickeln, daß ein gasförmiges Medium als Steuerfluid verwendbar ist, um eine unkomplizierte Handhabung und den Einsatz unter sterilen Bedingungen zu ermöglichen. Es soll vorzugsweise auch möglich sein, mit der Erfindung den Produktbereich vom Antriebsbereich und von dessen Steuerelementen sowie vorzugsweise auch von den Steuerelementen für die Steuerfluidzufuhr zu trennen.

[0006] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruches 1.

[0007] Da die Steuerfluidzuleitung und die Schleudergutzuleitung somit gemeinsam in die Schleudertrommel geführt werden und derart direkt nebeneinander verlaufen, kann eine konstruktiv getrennte Zuleitung des Steuerfluides vermieden werden.

[0008] Die Erfindung eignet sich insbesondere für eine Zentrifuge, bei welcher die Schleudertrommel an einem Zentrifugenrahmen hängt, wobei das Zulaufrohr für das Schleudergut und der Zuführkanal für das Steuerfluid gemeinsam von oben in die Schleudertrommel geführt sind. Bei Zentrifugen mit hängenden Schleudertrommeln ist eine separate Zuleitung des Steuerfluides von unten in die Trommel nicht praktikabel, da es nötig sein kann, die bei dem Trennungsvorgang abseparierten Feststoffe unterhalb der Trommel in einem sterilen Behälter zu sammeln. Dies wird durch die Steuerfluidzufuhr "von oben" deutlich vereinfacht. Ein doppelwandiges Rohr bietet den Vorteil einer besonders platzsparenden Unterbringung der Steuerfluidund der Schleudergutzuleitung.

[0009] Dabei dient die Steuerfluidzufuhr dazu, einen verschieblichen Kolbenschieber zum Öffnen und Schließen von Feststoff-Austragsöffnungen in der Schleudertrommel zu betätigen. Dabei grenzen an den Kolbenschieber eine Öffnungskammer und eine Schließkammer an. Durch Druckbeaufschlagung mit dem Steuerfluid wird der Kolbenschieber bewegt, wobei es auch vorgesehen ist, den Kolbenschieber federgespannt in einer seiner Arbeitsstellungen zu halten und ihn in die jeweils andere Arbeitsstellung durch Druckaufbau in der entsprechenden Steuerkammer zu bewegen.

[0010] Dabei wird als Steuerfluid ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Sterilluft eingesetzt, welche unkompliziert handhabbar ist und für einen Einsatz als Steuermedium unter sterilen Bedingungen gut geeignet ist, da auch beim direkten Kontakt mit dem Schleudergut eine Kontamination desselben verhindert wird.

[0011] Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.

[0012] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1

eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zentrifuge mit einem Kolbenschieber, der im linken Abschnitt der Zeichnung in seiner Öffnungsstellung und im rechten Abschnitt in seiner Schließstellung dargestellt ist.

[0013] Angemerkt sei, daß sich die nachfolgend verwendeten Begriffe wie "unten", "oben" auf eine Zentrifuge beziehen, bei welcher das Zulaufrohr im wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist und die Schleudertrommel unten an einem Zentrifugenrahmen hängt. Diese Begriffe sollen jedoch in keiner Weise beschränkend gewertet werden.

[0014] Fig. 1 zeigt eine als Separator ausgebildete Zentrifuge, die in an sich bekannter Weise eine nach unten hin angesetzte Schleudertrommel 2 zur Auftrennung eines Schleudergutes in verschiedene Komponenten aufweist. Das Schleudergut bzw. die Schleuderflüssigkeit wird von oben nach unten durch ein zentrales Zulaufrohr 4 in die Schleudertrommel 2 geleitet.

[0015] Die Schleudertrommel 2 ist an einem Zentrifugenrahmen 6 mit einem unteren Rahmenansatz 8 aufgehängt. Der Antriebsabschnitt 10 der Zentrifuge - welcher in an sich bekannter Weise ausgebildet werden kann und daher hier nicht detailliert dargestellt wird - wird oberhalb der Schleudertrommel 2 im und/oder am Zentrifugenrahmen 6 angeordnet und ist über einen - hier ebenfalls nicht detailliert dargestellten - Dichtabschnitt 12 im Rahmenansatz 8 gegen die Schleudertrommel 2 abgedichtet. Die Schleudertrommel 2 ist damit von ihrem Antriebsanschnitt nebst dessen Steuerelementen baulich klar getrennt.

[0016] An das untere Ende des Rahmenansatzes 8 ist ein Behälterdeckel 14 angeflanscht, welcher mittig vom Zulaufrohr 4 durchsetzt wird. Der Behälterdeckel 14 weist hier eine im wesentlichen radial ausgebildete Bohrung 16 auf, welche als Ableitungskanal für eine mittels einer Schälscheibe 18 aus einer Schälkammer 20 abgeleitete Flüssigkeitsphase aus der Schleudertrommel 2 dient. Die Bohrung 16 mündet in einem Ablaufrohr 22.

[0017] An den Behälterdeckel 14 ist ein die Schleudertrommel 2 in ihrem oberen Bereich umgebender oberer Behältermantel 24 angeformt, der als oberer Abschluß eines hier kegeligen Behälters 26 zur Feststoffaufnahme dient, wobei der untere Abschnitt 28 des Behälters nach unten hin von der Zentrifuge abnehmbar ist und in einem Behälterrahmen 30 steht.

[0018] Die eigentliche Schleudertrommel 2 weist einen das Zulaufrohr 4 umgebenden Verteiler 32 mit einem außen an den Verteiler 32 angesetzten Tellerpaket 34 auf. Das Tellerpaket 34 befindet sich in einem nach oben und unten hin hier konisch verengenden Schleuderraum 36, der nach oben hin von einem konisch geformten Trommeldeckel 38 und nach unten hin von einem unten an den Verteiler 32 angeformten Schleuderraumboden 40 begrenzt wird. Der Trommeldeckel 38 ist in ein Tommelunterteil 42 eingesetzt und im Trommelunterteil 42 mit einem Verschlußring 44 verschraubt.

[0019] Zwischen dem Schleuderraumboden 40 und der unteren Gehäusewandung des Trommelunterteiles 42 ist ein verschieblich geführter, ringförmiger Kolbenschieber 46 mit einem hier im wesentlichen L-förmigen Wandungsquerschnitt angeordnet, an den nach oben hin eine Öffnungskammer 48 und nach unten hin eine Schließkammer 50 angrenzt. Als unterer Schließkammerboden 52 dient die untere Wandung des Trommelunterteiles 42. Zwischen der unteren Wandung des Kolbenschiebers 46 und dem Schließkammerboden 52 - also in der Schließkammer 50 - sind Schließfedern 54 angeordnet, welche den Kolbenschieber 46 in Schließstellung halten, in welcher er die Feststoff-Austrittsöffnungen 56 im äußeren Mantel der Trommelunterteiles 42 verschließt (rechter Teil der Fig. 1).

[0020] Die Öffnungskammer 48 ist zwischen dem Kolbenschieber 46 und der unteren Wandung des Verteilers 32 bzw. dem Schleuderraumboden 40 ausgebildet. Die Steuerfluidzufuhr in die Öffnungskammer 48 erfolgt über eine Steuerfluid-Zuleitung 58 im Verteiler 32.

[0021] Die Steuerfluid-Zuleitung 58 mündet in einem das Zulaufrohr 4 umgebenden, ringförmigen Zuführkanal 60 zwischen der Innenwandung des Verteilers 32 und dem in den Verteiler 32 eingesetzten Zulaufrohr 4. Die Innenwandung des Verteilers 32 und die Wandung des Zulaufrohres 4 bilden dabei eine Art "Rohr mit Doppelwandung" aus, wobei der eigentliche Zuführkanal 60 für das Steuerfluid das Zulaufrohr 4 für das Schleudergut konzentrisch umgibt.

[0022] In Fig. 1 durchzieht der Verteiler 32 der Zentrifuge diese vom oberen Endbereich des Zentrifugenrahmens 6 bis zum Schließkammerboden 52 einstückig. In der Praxis wird dieses Element jedoch vorzugsweise aus mehreren Teilen zusammengesetzt.

[0023] Oberhalb des oberen Endbereiches des Zentrifugenrahmens 6 ermöglicht ein axialer Anschluß 62 die Zuleitung des Schleudergutes in das Zulaufrohr 4. Ein hier radial nach außen gerichteter Anschluß 64 dient zur Zuleitung des Steuerfluides - insbesondere die Zufuhr von steriler Steuerluft - in den das Zulaufrohr umgebenden Zuführkanal 60.

[0024] Die Funktion der Zentrifuge der Fig. 1 ist wie folgt.

[0025] Die Zuleitung des Schleudergutes erfolgt durch den Anschluß 62 und das Zulaufrohr 4 sowie durch eine Axialbohrung 66 des Verteilers 32 und eine Bohrung 68 im Schleuderraumboden 40 in den Schleuderraum 36. Feststoffe werden aus dem Schleuderraum 36 durch die Öffnungen 56 ausgetragen, flüssige Phasen durch die Schälkammer 20 mit der Schälscheibe 18.

[0026] Die Steuerluft wird als Steuerfluid durch den Anschluß 64 in den das Zulaufrohr 4 konzentrisch umgebenden Zuführkanal 60 geleitet. Von dort strömt die Steuerluft in die Steuerfluidzuleitung 58 und von dort in die Öffnungskammer 48. Dadurch wird bei entsprechendem großem Druckkaufbau in der Öffnungskammer 48 der Kolbenschieber 46 gegen die Federkraft der Schließfedern 54 nach unten gedrückt, was die Feststoff-Austrittsöffnungen 56 öffnet (linker Abschnitt der Fig. 1). Eine Absenkung des Druckes in der Öffnungskammer 48 resultiert dagegen aufgrund der Federkraft der Schließfedern 54 in einem Verschieben des Kolbenschiebers 46 nach oben, was die Feststoff-Austrittsöffnungen 56 wieder verschließt.

[0027] Da der Kolbenschieber 46 und die Außenwandung der Schleudertrommel 2 Durchgangsbohrungen 70, 72 aufweisen, welche in einer der Arbeitsstellungen des Kolbenschiebers miteinander in Wirkverbindung stehen und mit einem Stopfen 74 verschließbar sind, ergibt sich nach dem Entfernen des Stopfens eine einfache Möglichkeit zur Reinigung der Steuerfluidwege (40, 58, 48) sowie weiterer Zentrifugenelemente z.B. mit einer Spülflüssigkeit oder einem Spülgas, beispielsweise zur besonders unkomplizierten Durchführung eines CP- (Cleaning in Place) Vorganges.

Bezugszeichen

[0028] 

Schleudertrommel	2
Zulaufrohr	4
Zentrifugenrahmen	6
Rahmenansatz	8
Antriebsabschnitt	10
Dichtabschnitt	12
Behälterdeckel	14
Bohrung	16
Schälscheibe	18
Schälkammer	20
Ablaufrohr	22
Behältermantel	24
Behälter	26
unterer Behälterabschnitt	28
Behälterrahmen	30
Verteiler	32
Tellerpaket	34
Schleuderraum	36
Trommeldeckel	38
Schleuderraumboden	40
Tommelunterteil	42
Verschlußring	44
Kolbenschieber	46
Öffnungskammer	48
Schließkammer	50
Schließkammerboden	52
Schließfedern	54
Feststoff-Austrittsöffnungen	56
Steuerfluidzuleitung	58
Zuführkanal	60
axialer Anschluß	62
radialer Anschluß	64
Axialbohrung	66
Radialbohrung	68
Durchgangsbohrungen	70, 72
Stopfen	74

Ansprüche

1. Zentrifuge, die folgendes aufweist:

a) eine Schleudertrommel (2),

b) ein in die Schleudertrommel (2) mündendes Zulaufrohr (4) zur Zuleitung eines Schleudergutes durch einen Verteiler in die Schleudertrommel (2),

c) einen Zuführkanal (60) zur Zuführung eines Steuerfluids in einen Öffnungsabschnitt der Schleudertrommel (2),

d) wobei die Schleudertrommel (2) einen verschieblichen Kolbenschieber (46) zum Öffnen und Schließen von Feststoffaustragsöffnungen (56) in der Schleudertrommel aufweist,

e) wobei dem Kolbenschieber (46) eine Öffnungskammer (48) und eine Schließkammer (50) zugeordnet sind

f) und wobei zwischen dem Zuführkanal (60) und der Öffnungskammer (48) eine Steuergaszuleitung (58) im Verteiler (32) der Schleudertrommel (2) ausgebildet ist, derart, daß durch Druckaufbau bzw. Druckabbau mittels Steuergas der Kolbenschieber (46) betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, däß

g) das Steuerfluid ein gasförmiges Medium ist,

h) der Zuführkanal (60) zur Zuführung des Steuerfluids in den Öffnungsabschnitt der Schleudertrommel (2) konzentrisch das Zulaufrohr für das Schleudergut umgibt, und

i) der Kolbenschieber (46) bei Druckabbau in der Öffnungskammer (48) aufgrund der Federkraft von Schließfedern (54) betätigbar ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrommel (2) an einem Zentrifugenrahmen (8) hängt, wobei das Zulaufrohr (4) für das Schleudergut und der Zuführkanal (60) für das Steuerfluid gemeinsam von oben in die Schleudertrommel geführt sind.

3. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber (46) und die Außenwandung der Schleudertrommel (2) Durchgangsbohrungen (70, 72) aufweisen, welche in einer der Arbeitsstellungen des Kolbenschiebers 46) miteinander in Wirkverbindung stehen und mittels Stopfen (74) verschließbar sind, so daß eine Reinigung der Steuerfluidwege (Zuführkanal 60, Steuerfluidzuleitung 58, Öffnungskammer 48) mittels Durchleitung eines Spülgases oder einer Steuerflüssigkeit möglich ist.

4. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des oberen Endbereiches des Zentrifugenrahmens (6) ein Anschluß (62) zur Zuleitung des Steuerfluids (in das Zulaufrohr 4) und ein Anschluß (64) zur Zuleitung des Steuerfluids in den Zuführkanal (60) vorgesehen sind.

5. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium sterile Steuerluft ist.

6. Verfahren zum Betreiben einer Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerfluid ein gasförmiges Medium verwendet wird, wobei eine Reinigung der Steuerfluidwege (40, 58, 48) und/oder weitere Zentrifugenelemente mittels Durchleitung eines Spülgases durch die Steuerfluidwege erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als gasförmiges Medium sterile Steuerluft verwendet wird.

Claims

1. Centrifuge, which has the following:

a) a centrifugal drum (2),

b) an inflow pipe (4) issuing into the centrifugal drum (2) and intended for delivering a batch through a distributor into the centrifugal drum (2),

c) a feed duct (60) for feeding a control fluid into an opening portion of the centrifugal drum (2),

d) the centrifugal drum (2) having a displaceable piston slide (46) for the opening and closing of solids discharge orifices (56) in the centrifugal drum,

e) the piston slide (46) being assigned an opening chamber (48) and a closing chamber (50), and

f) a control-gas delivery line (58) being formed in the distributor (32) of the centrifugal drum (2) between the feed duct (60) and the opening chamber (48), in such a way that the piston slide (46) can be actuated by means of control gas as a result of a pressure build-up or pressure breakdown,
characterized in that

g) the control fluid is a gaseous medium,

h) the feed duct (60) for feeding the control fluid into the opening portion of the centrifugal drum (2) concentrically surrounds the inflow pipe for the batch, and

i) in the event of a pressure breakdown in the opening chamber (48) the piston slide (46) can be actuated by means of the spring force of closing springs (54).

2. Centrifuge according to Claim 1, characterized in that the centrifugal drum (2) is suspended on a centrifuge frame (8), the inflow pipe (4) for the batch and the feed duct (60) for the control fluid being led jointly from above into the centrifugal drum.

3. Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the piston slide (46) and the outer wall of the centrifugal drum (2) have passage bores (70, 72) which, in one of the working positions of the piston slide (46), are operatively connected to one another and can be closed by means of plugs (74), so that it is possible to clean the control-fluid paths (feed duct 60, control-fluid delivery line 58, opening chamber 48) by the passage of a scavenging gas or of a control liquid.

4. Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that a connection (62) for delivering the control fluid (into the inflow pipe 4). and a connection (64) for delivering the control fluid into the supply duct (60) are provided above the upper end region of the centrifuge frame (6).

5. Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the gaseous medium is sterile control air.

6. Method for operating a centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that a gaseous medium is used as control fluid, the control-fluid paths (40, 58, 48) and/or further centrifuge elements being cleaned by the passage of a scavenging gas through the control-fluid paths.

7. Method according to Claim 6, characterized in that sterile control air is used as gaseous medium.

Revendications

1. Centrifugeuse comportant :

a) un tambour de centrifugation (2),

b) un tube d'arrivée (4) débouchant dans le tambour de centrifugation (2) pour amener un produit à centrifuger par un distributeur dans le tambour de centrifugation (2),

c) un canal d'amenée (60) pour amener un fluide de commande dans une partie d'ouverture du tambour de centrifugation (2),

d) le tambour de centrifugation (2) comportant un tiroir à piston coulissant (46) pour l'ouverture et la fermeture d'ouvertures d'extraction de matières solides (56) dans le tambour de centrifugation,

e) au tiroir à piston (46) étant associée une chambre d'ouverture (48) et une chambre de fermeture (50),

f) et entre le canal d'amenée (60) et la chambre d'ouverture (48) étant réalisée une conduite d'amenée de gaz de commande (58) dans le distributeur (32) du tambour de centrifugation (2), de manière que le tiroir à piston (46) puisse être actionné par montée en pression ou réduction de la pression au moyen de gaz de commande,
caractérisée en ce que

g) le fluide de commande est un fluide gazeux,

h) le canal d'amenée (60) pour l'amenée du fluide de commande dans la partie d'ouverture du tambour de centrifugation (2) entoure concentriquement le tube d'arrivée du produit à centrifuger, et

i) le tiroir à piston (46) peut être actionné en cas de réduction de la pression dans la chambre d'ouverture (48) par la force de ressorts de fermeture (54).

2. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tambour de centrifugation (2) est suspendu à un cadre de centrifugeuse (8), le tube d'arrivée (4) du produit à centrifuger et le canal d'amenée (60) du fluide de commande étant introduits ensemble depuis le haut dans le tambour de centrifugation.

3. Centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le tiroir à piston (46) et la paroi extérieure du tambour de centrifugation (2) présentent des perçages de passage (70, 72) qui sont en liaison active entre eux dans une des positions de travail du tiroir à piston (46), et peuvent être fermés au moyen de bouchons (74), de façon à permettre un nettoyage des voies du fluide de commande (canal d'amenée 60, conduite d'arrivée du fluide de commande 58, chambre d'ouverture 48) par circulation d'un gaz de lavage ou d'un liquide de commande.

4. Centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au-dessus de la zone d'extrémité supérieure du cadre de centrifugeuse (6) sont prévus un raccordement (62) avec la conduite d'arrivée du fluide de commande (dans le tube d'arrivée 4) et un raccordement (64) avec la conduite d'arrivée du fluide de commande dans le canal d'amenée (60).

5. Centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le fluide gazeux est de l'air de commande stérile.

6. Procédé pour faire fonctionner une centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on utilise comme fluide de commande un fluide gazeux, un nettoyage des voies du fluide de commande (40, 58, 48) et/ou d'autres éléments de la centrifugeuse s'effectuant par circulation d'un gaz de lavage à travers les voies du fluide de commande.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on utilise comme fluide gazeux de l'air de commande stérile.

Zeichnung