ZENTRIFUGE MIT EINER UM EINE DREHACHSE DREHBAREN SCHLEUDERTROMMEL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Eine solche Zentrifuge ist aus der DE 38 28 038 A1 bekannt.

[0003] Eine Zentrifuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 38 11 619 C1 bekannt.

[0004] Es ist bekannt, mittels Separatoren bei der Verarbeitung eines hefehaltigen Schleudergutes - einer hefehaltigen Flüssigkeit - diese Flüssigkeit von Hefe zu klären, wobei eine leichtere Flüssigkeitsphase und ein schwereres Hefekonzentrat getrennt voneinander aus der Schleudertrommel abgeleitet werden.

[0005] Zur Verarbeitung eines hefehaltigen Schleudergutes werden vorzugsweise Düsenseparatoren eingesetzt, wobei versucht wird, durch Einsatz geeigneter Düsen die Konzentration des Hefekonzentrats zu regeln. Bei Hefeseparatoren wird beispielsweise versucht, die Hefekonzentration mit geeigneten Austragsdüsen weitgehend konstant zu halten, wobei es wünschenswert ist, dass der Separator quasi selbstregulierend auf Zulaufschwankungen reagiert. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass dies mit Hilfe des Einsatzes geeigneter Austragsdüsen nur bedingt gelingt.

[0006] Die Lösung dieses Problems ist die Aufgabe der Erfindung.

[0007] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.

[0008] Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

[0009] Durch die dem einen Ablauf nachgeschaltete strömungstechnische Diode ergibt sich ein Regelungseffekt in Abhängigkeit von der Viskosität der abgeleiteten Produktphase, bei der es sich vorzugsweise - aber nicht zwingend - um ein Hefekonzentrat handelt.

[0010] Konstruktiv lässt sich die strömungstechnische Diode auf einfache Weise als außerhalb der sich drehenden Schleudertrommel ausgebildeter Drallraum realisieren, der vorzugsweise innen zylindrisch ausgebildet ist und wiederum vorzugsweise jeweils einen tangentialen Einlauf und einen axialen Ablauf aufweist.

[0011] Es ist weiter vorteilhaft und konstruktiv unproblematisch umsetzbar, wenn der Einlauf des Drallraums in Strömungsrichtung einer Ablaufbohrung in der Antriebsspindel der Zentrifuge nachgeordnet ist. Er wird als sich im Betrieb nicht drehende Einrichtung ausgelegt, die einfach zu warten ist.

[0012] Unter einer vollhermetischen Ausführung der Zentrifuge im Sinne dieser Anmeldung wird verstanden, dass in Übergangsbereichen zwischen sich nicht drehenden Elementen des Zulaufrohres und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel wenigstens eine Dichteinrichtung angeordnet ist und wenn weiter jeweils in dem Übergangsbereich zwischen sich nicht drehenden Elementen der Abläufe und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel jeweils wenigstens eine Dichteinrichtung angeordnet ist.

[0013] Diese Dichteinrichtungen an Drehdurchführungen werden vorzugsweise als Gleitringdichtungen ausgebildet.

[0014] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben.

[0015] Es zeigt:

Figur 1 eine geschnittene Darstellung eines schematisch gezeichneten erfindungs- gemäßen Separators.

Figur 1 zeigt einen Separator 1 mit einer Schleudertrommel 2. Die Schleudertrommel 2 ist um eine Drehachse drehbar. Diese Drehachse ist bei einem erfindungsgemäßen Separator vorzugsweise vertikal ausgerichtet.

[0016] Weitere Elemente des Separators wie ein Antrieb zum Drehen der Trommel sowie eine Haube und einen Maschinengestell u.dgl. sind der Einfachheit halber in Figur 1 nicht dargestellt.

[0017] Der Separator der Figur 1 ist als vollhermetischer Separator ausgelegt.

[0018] Er weist einen Zulaufrohr 3 auf, das hier in bevorzugter Ausführung von oben in die Schleudertrommel 2 mündet. Das sich im Betrieb nicht drehende Zulaufrohr 3 mündet wiederum in einen Verteiler 4, welcher sich mit der Schleudertrommel 2 dreht.

[0019] Der Übergangsbereich zwischen dem sich nicht drehenden Zulaufrohr 3 und dem sich im Betrieb drehenden Verteiler 4 ist mit einer Dichteinrichtung 5 abgedichtet. Vorzugsweise ist diese Dichteinrichtung 5 als Gleitringdichtung ausgebildet.

[0020] Der Verteiler 4 weist einen oder mehrere Verteilerkanäle 6 auf, durch welche das zu verarbeitende Schleudergut in den Innenraum der Schleudertrommel 2 geleitet wird. Im Innenraum der Schleudertrommel 2 ist vorzugsweise ein Tellerpaket 7 angeordnet. Dieses Tellerpaket 7 weist eine Vielzahl von übereinander gestapelten Trenntellern 8 auf. Steigekanäle 9 dienen zur Einleitung des zu verarbeitenden Schleuderguts in das Tellerpaket 7.

[0021] In der Schleudertrommel 2 wird das zu verarbeitende Schleudergut in wenigstens zwei Produktphasen getrennt. Im vorliegenden Fall erfolgt dabei eine Klärung eines fließfähigen Produktes von Feststoffen. Die fließfähige Phase wird über einen vorzugsweise androsselbaren Ablauf 10, der im Betrieb nicht mit der Schleudertrommel dreht, aus der Schleudertrommel auf einem inneren Radius abgeleitet.

[0022] Im Übergangsbereich zwischen dem Ablauf 10 und der Schleudertrommel 2 ist wiederum eine Dichteinrichtung 11 angeordnet. Vorzugsweise ist auch diese Dichteinrichtung 11 als Gleitringdichtung ausgebildet.

[0023] Die Ableitung der Feststoffphase aus der Schleudertrommel 12 erfolgt dagegen an einem äußeren Radius im Inneren der Schleudertrommel über einen Ablauf 12 nach unten aus der Trommel 2 in eine Ablaufbohrung 13, die hier im Inneren einer Antriebsspindel 14 ausgebildet ist, auf deren oberes vertikales Ende die Schleudertrommel 2 drehfest aufgesetzt ist.

[0024] Die Antriebsspindel 14 ist mittels einer Lagereinrichtung 15, die hier ein oberes und ein unteres Lager aufweist, drehbar in einem hier nicht dargestellten Maschinengestell gelagert. Ein Antriebsriemen 16, der von einem hier nicht dargestellten Antriebsmotor angetrieben wird, dient dazu, die Antriebsspindel 14 und damit die Schleudertrommel 2 in Drehung zu versetzen.

[0025] Die Antriebsspindel 14 mit der Ablaufbohrung 13 mündet an ihrem unteren Ende in einen Einlauf 17 eines Drallraumes 18. Der Drallraum 18 dreht sich im Betrieb der Schleudertrommel nicht mit dieser mit, sondern steht still. Zur Realisierung einer vollhermetischen Ausgestaltung des Separators ist von daher eine weitere Dichteinrichtung 19 zwischen dem Übergangsbereich der Antriebsspindel 14 mit der Ablaufbohrung 13 und dem Einlauf 17 des Drallraums 18 ausgebildet. Auch zur Realisierung der Dichteinrichtung 19 wird vorzugsweise eine Gleitringdichtung verwendet.

[0026] Der Drallraum 18 ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet. Der Einlauf 17 mündet tangential in den zylindrischen Drallraum 18, so dass das Konzentrat aus Feststoffen, welches in den zylindrischen Drallraum einfließt, tangential in den Drallraum 18 einströmt. Ein Ablauf 20 des Drallraumes 18 ist dagegen vorzugsweise axial ausgebildet. Derart bildet der zylindrische Drallraum 18 mit dem tangentialen Einlauf 17 und dem axialen Ablauf 20 im Sinne dieser Anmeldung eine mögliche strömungstechnische Diode aus.

[0027] Vorteilhaft an dieser Anordnung ist, dass mit dem vollhermetischen Separator 1, bei dem sämtliche Zu- und Abläufe mit Dichteinrichtungen, insbesondere Gleitringdichtungen, ausgestattet sind, die Mengenverhältnisse zwischen Konzentrat und leichter Phase (d.h. zwischen der Feststoffphase, die allerdings fließfähig ist, und der leichteren Phase, die durch den Ablauf 10 abgeleitet wird), außerhalb des Separators durch Drosseln der Abläufe einstellen lässt.

[0028] Da in den Konzentratraum ein zylindrischer Drallraum integriert ist, der als strömungstechnische Diode wirkt, ergibt sich zudem ein Regelungseffekt in Abhängigkeit von der Viskosität.

[0029] Besonders vorteilhaft daran ist, dass mit einem einzigen Element für den gesamten Konzentratstrom ein Regelungseffekt erzielbar ist.

[0030] Vorzugsweise wird der Drallraum 18 außerhalb der sich drehenden Schleudertrommel des Separators platziert, wo eine bessere Zugänglichkeit besteht. Dort bestehen auch keine Platzprobleme und es ist eine leichte Veränderung der Düsengröße (u.U. sogar ohne Betriebsunterbrechung) durch Austausch des Drallraumes möglich.

[0031] Eine Verstopfungsgefahr wird damit quasi ausgeschlossen.

Bezugszeichen

[0032] 

Separator

1

Schleudertrommel

2

Zulaufrohr

3

Verteiler

4

Dichteinrichtung

5

Verteilerkanal

6

Tellerpaket

7

Trennteller

8

Steigekanal

9

Ablauf

10

Dichteinrichtung

11

Ablauf

12

Ablaufbohrung

13

Antriebsspindel

14

Lagereinrichtung

15

Antriebsriemen

16

Einlauf

17

Drallraum

18

Dichteinrichtung

19

Ablauf

20

Ansprüche

1. Zentrifuge mit einer um eine Drehachse drehbaren Schleudertrommel, insbesondere Separator mit einer um einer vertikale Drehachse drehbaren Schleudertrommel (2), welche einen Zulauf (3) für ein zu verarbeitendes Schleudergut und wenigstens zwei Abläufe (10; 12, 13) zum Ableiten einer leichteren und einer schwereren Phase aus der Schleudertrommel (2) aufweist und welche mit einer Antriebsspindel (14) versehen ist, wobei die Zentrifuge eine gegen die Umgebung abgedichtete Auslegung des rotierenden Systems und wenigstens eine einem der Abläufe (12, 13) in Strömungsrichtung nachgeschaltete strömungstechnische Diode umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die strömungstechnische Diode als Drallraum (18) ausgebildet ist, der sich im Betrieb nicht mit der Schleudertrommel des Separators mitdreht.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum (18) zylindrisch oder konisch ausgebildet ist.

3. Zentrifuge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum (18) einen tangentialen Einlauf (17) aufweist.

4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Drallraum (18) einen axialen Ablauf (20) aufweist.

5. Zentrifuge nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (17) des Drallraum (18) in Strömungsrichtung einer Ablaufbohrung (13) in der Antriebsspindel (14) der Zentrifuge nachgeordnet ist.

6. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung einer vollhermetischen Ausführung der Zentrifuge in Übergangsbereichen zwischen sich nicht drehenden Elementen des Zulaufrohres (3) und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel (2) wenigstens eine Dichteinrichtung (5) angeordnet ist.

7. Zentrifuge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Realisierung einer vollhermetischen Ausführung der Zentrifuge ferner jeweils in dem Übergangsbereich zwischen sich nicht drehenden Elementen der Abläufe (11, 13) und sich drehenden Elementen der Schleudertrommel (2) jeweils wenigstens eine Dichteinrichtung (11, 19) angeordnet ist.

8. Zentrifuge nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichteinrichtung (5, 11, 13) jeweils als Gleitringdichtung ausgebildet ist.

9. Zentrifuge nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichteinrichtungen zwischen einer Ablaufbohrung (13) in der Antriebsspindel (14) und dem Einlauf (17) des Drallraumes (18) angeordnet ist.

10. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichteinrichtungen (5) zwischen einem Zulaufrohr (3) und einem Verteiler (4) in der drehbaren Schleudertrommel (2) angeordnet ist.

11. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichteinrichtungen (5) zwischen einem Ablauf (10) und der Schleudertrommel (2) angeordnet ist.

Claims

1. A centrifuge, comprising a centrifugal drum which is rotatable about a rotational axis, especially a separator provided with a centrifugal drum (2) which can be rotated about a vertical rotational axis, having an intake (3) for a product to be centrifuged and at least two outlets (10; 12, 13) for discharging a lighter phase and a heavier phase from the centrifugal drum (2), and which is provided with a drive spindle (14), wherein the centrifuge comprises a configuration of the rotating system which is sealed to the ambient environment and at least one flow-related diode arranged downstream from one of the outlets (12, 13) in the direction of flow, characterized in that the flow-related diode is formed as an impact chamber (18) which does not co-rotate in operation with the centrifugal drum of the separator.

2. A centrifuge according to claim 1, characterized in that the impact chamber (18) is formed cylindrically or conically.

3. A centrifuge according to claim 2, characterized in that the impact chamber (18) has a tangential inlet (17).

4. A centrifuge according to claim 3, characterized in that the impact chamber (18) has an axial outlet (20).

5. A centrifuge according to claim 2 or 3, characterized in that the inlet (17) of the impact chamber (18) is arranged downstream in the direction of flow to an outlet borehole (30) in the drive spindle (14) of the centrifuge.

6. A centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that at least one sealing device (5) is arranged in the transitional regions between the non-rotating elements of the intake pipe (3) and the rotating elements of the centrifugal drum (2) for realising a fully hermetic configuration of the centrifuge.

7. A centrifuge according to claim 6, characterized in that at least one sealing device (11, 19) is further arranged in the transitional region between the non-rotating elements of the outlets (11, 13) and the rotating elements of the centrifugal drum (2) for realising a fully hermetic configuration of the centrifuge.

8. A centrifuge according to claim 6 or 7, characterized in that the sealing device (5, 11, 13) is respectively formed as a mechanical seal.

9. A centrifuge according to claim 6, 7 or 8, characterized in that one of the sealing devices is arranged between an outlet borehole (13) in the drive spindle (14) and the inlet (17) of the impact chamber (18).

10. A centrifuge according to one of the claims 7 to 9, characterized in that one of the sealing devices (5) is arranged between an intake pipe (3) and a distributor (4) in the rotatable centrifugal drum (2).

11. A centrifuge according to one of the claims 7 to 10, characterized in that one of the sealing devices (5) is arranged between an outlet (10) and the centrifugal drum (2).

Revendications

1. Centrifugeuse avec un bol de centrifugation capable de rotation autour d'un axe de rotation, en particulier séparateur avec un bol de centrifugation (2) capable de rotation autour d'un axe de rotation vertical, qui comporte une arrivée (3) pour une matière à centrifuger et au moins deux sorties (10; 12, 13) pour extraire une phase légère et une phase lourde du bol de centrifugation (2) et qui est muni d'une tige d'entraînement (14), la centrifugeuse comprenant un système de rotation isolé de façon hermétique de l'environnement et au moins une diode hydrodynamique montée en aval de l'une des sorties (12, 13) dans le sens d'écoulement, caractérisée en ce que la diode hydrodynamique est conformée comme une chambre de turbulence (18) qui ne tourne pas avec le bol de centrifugation du séparateur pendant le fonctionnement.

2. Centrifugeuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de turbulence (18) a une forme cylindrique ou conique.

3. Centrifugeuse selon la revendication 2, caractérisée en ce que la chambre de turbulence (18) présente une entrée tangentielle (17).

4. Centrifugeuse selon la revendication 3, caractérisée en ce que la chambre de turbulence (18) présente un écoulement axial (20).

5. Centrifugeuse selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que l'entrée (17) de la chambre de turbulence (18) se situe en aval dans le sens d'écoulement d'un perçage d'écoulement (13) dans la tige d'entraînement (14) de la centrifugeuse.

6. Centrifugeuse selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'afin de réaliser une centrifugeuse entièrement hermétique, au moins un dispositif d'étanchéité (5) est disposé dans les zones de transition entre les éléments non rotatifs du tuyau d'arrivée (3) et les éléments rotatifs du bol de centrifugation (2).

7. Centrifugeuse selon la revendication 6, caractérisée en ce qu'afin de réaliser une centrifugeuse entièrement hermétique, au moins un dispositif d'étanchéité (11, 19) est disposé en outre dans la zone de transition entre chacun des éléments non rotatifs des sorties (11, 13) et les éléments rotatifs du bol de centrifugation (2).

8. Centrifugeuse selon la revendication 6 ou 7, caractérisée en ce que chaque dispositif d'étanchéité (5, 11, 13) est conformé comme une garniture mécanique d'étanchéité.

9. Centrifugeuse selon la revendication 6, 7 ou 8, caractérisée en ce que l'un des dispositifs d'étanchéité est disposé entre un perçage d'écoulement (13) dans la tige d'entraînement (14) et l'entrée (17) de la chambre de turbulence (18).

10. Centrifugeuse selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce que l'un des dispositifs d'étanchéité (5) est disposé entre un tuyau d'arrivée (3) et un distributeur (4) dans le bol de centrifugation (2) rotatif.

11. Centrifugeuse selon l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que l'un des dispositifs d'étanchéité (5) est disposé entre un écoulement (10) et le bol de centrifugation (2).

Zeichnung