CH436132A - Zentrifuge - Google Patents

Description

  Zentrifuge    Im Hauptpatent ist eine Zentrifuge beschrieben,  welche im Prinzip aus zwei parallel zueinander liegenden  Platten besteht, die auf einer rotierenden Achse be  festigt sind und einen nach aussen durch einen verschieb  baren, rohrförmigen Körper abgeschlossenen Hohlraum  bilden. Der Hohlraum dient zur Aufnahme der durch  Zentrifugalkraft zu trennenden Flüssigkeit, wobei diese  Trennung durch einfache Dekantation oder aber, wie  beschrieben, auch durch Siebschleuderung erfolgen kann.  



  Bei der Dekantation wird die Trennung im Hohl  raum durch Umlenkung, z. B. mittels einer die Abfluss  öffnungen abdeckenden Trennwand, bewerkstelligt. Bei  der Siebschleuderung geschieht dies vorzugsweise durch  senkrecht zur Rotationsachse stehende     Filterflächen,     wobei diese Filterflächen bei Öffnung des     Hohlraumes     durch Verschiebung des rohrförmigen Abschlusskörpers  durch Zentrifugalwirkung von den auf ihnen liegenden,  abgetrennten Festkörpern gereinigt werden.  



  Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Er  findungsgegenstandes anhand der Zeichnung erläutert.  Fig. 1 zergt die Ausführung einer solchen Zentrifuge  im Schnitt.  



  Pos. 9 und 17 zeigen die     beiden    auf der rotierenden  Achse 22 befestigten Abschlussplatten, welche mit denn  Verbindungsstück 13 fest     verbunden    sind. Der     rohr-          förmige    Abschlusskörper 18 ist auf der rotierenden  Achse 22 verschiebbar, und zwar in dem abgebildeten  Beispiel durch abwechslungsweise Beaufschlagung mit  Druckluft und Evakuierung der Zwischenkammer 19.  Die Luftzufuhr und die Evakuierung erfolgt durch eine  Bohrung in der Hohlwelle 22, welche bei 21     in    die  Zwischenkammer mündet. Pos. 23 zeigt das Zufuhror  gan für Druckluft respektive für die Evakuierung. Es  besteht z. B. aus einer Schleifringabdichtung 24, welche  die Verbindung der stehenden zur rotierenden Zufuhr  leitung herstellt.

   Anstelle einer Schleifringabdichtung  kann selbstverständlich auch ein anderes geeignetes  Organ verwendet werden, wie z. B. eine     Stopfbüchse,       eine Lippendichtung, ein O-Ring oder eine     Labyrinth-          Dichtung.     



       Wird    nun z. B. Druckluft (oder     Druckflüssigkeit)     auf die Zwischenkammer 19 gegeben, so verschiebt  sich der rohrförmige Abschlusskörper 18 nach links  (gezeichnete     Stellung),    und die Zentrifuge ist geschlos  sen. Bei Evakuierung der Kammer 19 verschiebt sich  der genannte Körper nach rechts. Die     Zentrifuge,    d. h.  der Hohlraum 12, wird nach aussen geöffnet, und die  in diesem Hohlraum angesammelten Feststoffe werden  in den Auffangraum 10 abgeschleudert, fallen nach un  ten, und verlassen bei 8 die     Zentrifuge.    Durch nach  folgende Druckzufuhr in den Raum 19 wird die Zentri  fuge wiederum verschlossen.

   In den geschlossenen Raum  12     wird.    nun wiederum nicht getrennte Flüssigkeit durch  das Rohr 3 und die Öffnungen 14 geführt, wobei im  gezeichneten Beispiel die Trennung durch das Filter  sieb     respektive    Filtergewebe 11,     erfolgt.        Die    klare Flüs  sigkeit verlässt den Zentrifugierraum 19 durch das Fil  tergewebe und die hinter demselben liegenden Öff  nungen 1, wird im Raum 2 aufgefangen und durch die  Ablassöffnung 7 abgeführt.  



  Bei Überfüllung der     Zentrifuge    wird der     überlauf     durch das Rohr 4 in die Kammer 6 geführt; aus dieser  durch das Rohr 5 wiederum zurück zur unfiltrierten  Flüssigkeit.  



  Der rotierende Abschlusskörper 17 ist gegen den       rohrförmigen        Abschlusskörper    18 abgedichtet. Diese  Abdichtung kann vorzugsweise eine Lippendichtung,       ein    O-Ring, eine federnde Dichtung,     :eine    Dichtungs  schnur usw.     sein.    Pos. 15     zeigt        diese    Abdichtung     in     Form einer     Lippendichtung.     



  Das abgebildete Beispiel zeigt zwischen der Betä  tigungskammer 19 und     dem    rotierenden     Abschlusskör-          per    17 eine     Zwischenkammer    25. Diese Zwischenkam  mer ermöglicht eine totale Trennung zwischen     Zentri-          fugenraum    12 und     Betätigungskammer    19. Insbeson  dere bei korrosiven Medien, welche zur Verarbeitung  gelangen sollen, ist dies von     Vorteil,    da diese somit  nicht mit der Betätigungsvorrichtung in Berührung kom-      men. Ist z.

   B. die Dichtung 15 nicht .absolut in Ordnung,  kann ein eventuell durchdringendes Medium, ohne  Schaden anzurichten, aus der     Zwischenkammer    25 ab  geführt werden, z. B. durch die Öffnungen 16.  



  Es ist leicht ersichtlich, dass die Zwischenkammer 25  für die     Druckbetätigung    verwendet werden     könnte,    d. h.  unter Weglassung der Kammer 19. In diesem Falle  muss die Drucköffnung 21 in den Raum 25 münden.  Eine solche einfachere Ausführung ist bei vielen weniger  korrosiven Medien     möglich.     



  Die Betätigung des rohrförmigen Abschlusskörpers  18 kann auch so erfolgen, dass z. B. das Schliessen  mit Druck erfolgt und das Öffnen mit einer Feder   oder umgekehrt. In diesem Falle     wird    eine geeignete  Feder auf der rotierenden Achse eingebaut, welche auf  eine Zwischenwand 27 wirkt.  



  Pos. 26 zeigt den Antrieb für die Rotationsbewe  gung der ganzen Zentrifuge.  



  Fig.2, 3 und 4 zeigen schematisch weitere Mög  lichkeiten der Zentrifuge.  



  Fig. 2 in doppelwirkender Ausführung, indem der  rohrförmige Abschlusskörper 1, welcher an der Zwi  schenwand 2 befestigt ist, durch Druckzufuhr von 3  in einer Richtung und durch     Druckzufuhr    von 4 in der  entgegengesetzten Richtung verschoben     wird.    Er öff  net und schliesst abwechslungsweise die beiden Kam  mern 5 und 6, welche ebenfalls im gleichen Intervall  durch 7 und 8 mit unfiltrierter Flüssigkeit gespeist wer  den. Die filtrierte Flüssigkeit verlässt die Filtergewebe  durch 9 und 10 und wird in den Auffangräumen 11 und  12 gesammelt. Die Feststoffe aus den beiden Kammern  werden in 13 aufgefangen. Durch diese Anordnung kann  die Zentrifuge praktisch kontinuierlich betrieben werden.  



  Fig. 3 zeigt die Darstellung einer Ausführung ohne  die oben     erwähnte    Zwischenkammer,  Fig. 4 ,mit Zwischenkammer.  



  In dem Hauptpatent ist beschrieben worden, wie  die gezeigte     Zentrifuge    sowohl für Trennung durch  Dekantation als auch durch Sieb verwendet werden  kann. Sie wird je nachdem als Vollmantelschleuder oder  als Siebschleuder ausgebildet, indem der beschriebene  Zentrifugenhohlraum mit einer Trennwand einerseits  oder aber mit einer Filterfläche anderseits ausgeführt       wird.     



  Es wurde nun gefunden, dass sich eine Kombination  der beiden Möglichkeiten in vielen Fällen als sehr  vorteilhaft erweist. Fig. 5 zeigt die Zentrifuge in dieser  Kombinationsausführung.  



  Der Zentrifugenhohlraum 1 enthält die Trennwand 2  als auch das Filtergewebe 3. Die bei 4 eintretende,     un-          filtrierte    Flüssigkeit durchströmt den Hohlraum 1 unter  Umlenkung durch die Trennwand 2. Dann verlässt sie  den Hohlraum     via    Filtergewebe 3 durch die Austritts  öffnung 6 einerseits und durch die Überlauföffnung 5  anderseits. Je nachdem, ob d e     Flüssigkeit        leicht    oder  schwer filtrierbar ist, wird entweder Filtration oder  Dekantation überwiegen. Mit fortlaufender Verstopfung  des Filtergewebes wird der dekantierende Anteil grö  sser werden.

   Eine speziell interessante     Möglichkeit    bil  det die Verwendung eines ferngesteuerten Ventils 7 an  der Austrittsöffnung hinter dem Filtergewebe 3. Durch  dieses Ventil 7, welches z. B. in der ersten Periode der       Trennung    geschlossen sein kann, besteht die, Möglich  keit, die Zentrifuge als reine Dekantierzentrifuge zu       betreiben.    Das Filtergewebe wird dadurch in dieser  Periode überhaupt nicht belastet. Durch     Abstellen    der  Zufuhr und gleichzeitiges Öffnen des     Ventils    7 kann    der dekantierte Rückstand durch das Filtergewebe noch  vollends ausgetrocknet werden.

   Gegenüber allen bekann  ten Dekantierzentrifugen bietet die beschriebene Zentri  fuge die Möglichkeit der trockenen Austragung der  Rückstände.  



  Da die Steuerung des mit der Zentrifuge mitrotie  renden Ventils 7 nicht sehr einfach ist - eine solche  Steuerung kann z. B. pneumatisch oder hydraulisch  durchgeführt werden - ist in. Fig. 6 eine Anordnung  gezeigt, die ein solches     Ventil    7 umgeht. Sie soll wie  folgt beschrieben werden:  Die durch das Filtergewebe oder den Filtrations  spalt 3 (siehe weiter unten) ausströmende Flüssigkeit  gelangt in eine Zwischenkammer 8, welche eine     Düsen-          Austrittsöffnung    9 (aussen) und die Überlauföffnung 5  (innen) aufweist. Die Durchlaufmenge wird nun so ein  gestellt, dass sie grösser ist, als die Düsen-Austritts  öffnung bewältigen kann. Die filtrierte Flüssigkeit staut  sich nun in der Kammer 8 bis zur Überlauföffnung 5 an  und beginnt aus dieser auszutreten.

   Durch diese Ruf  stauung in der Kammer 8 sinkt nun aber der Differenz  druck auf dem Filtergewebe respektive am Filterspalt  auf  0> ab, und es) fliesst keine Flüssigkeit mehr durch  das Gewebe respektive durch den Spalt. Das Filter  gewebe wird also nicht belastet und kann nicht ver  stopfen. Man lässt nun die Zentrifuge so lange als Dekan  tierzentrifuge laufen, bis sich im Hohlraum 1 ein ge  nügend starker Rückstandkuchen gebildet hat. Nun  wird der Zulauf bei 4 unterbrochen. Das Niveau in  der Kammer 8 sinkt ab, und die Flüssigkeit beginnt,  aus dem Hohlraum 1 in die Kammer 8 zu filtrieren.  Es filtriert natürlich in dieser Periode nur so viel, wie  die Düse - oder die Düsen, wenn mehrere eingesetzt  werden - bewältigen kann, respektive können.

   Der im  Hohlraum 1 liegende Rückstand wird also durch das  Filtergewebe, respektive den Filtrationsspalt, nachge  trocknet und kann anschliessend in oben beschriebener  Art und Weise ausgetragen werden.  



  Die beschriebene Anordnung nach Fig. 6 kann auch       dazu        benützt    werden, um das mit der Zeit eventuell  verschmutzte Filtergewebe rückzuspülen. Zu diesem  Zweck lässt man saubere Rückspülflüssigkeit bei ge  öffnetem Hohlraum 1 von aussen durch die Öffnung 5  in die Kammer 8 einlaufen, und zwar mehr,     als    die  Düse 9 bewältigen kann. Die Rückspülflüssigkeit dringt  so vom Raum 8 durch das Filtergewebe zum Hohl  raum 1 und     .reinigt    dieses durch     Rückspülung.     



  Fig. 7 zeigt die beschriebene Zentrifuge, bei welcher  jedoch das Filtergewebe durch einen - schon oben  erwähnten - Filtrationsspalt ersetzt ist. Zwischen der  äusseren, rotierenden Abschlussplatte 12 und dem ro  tierenden, rohrförmigen Abschlusskörper 10 wird ein  Filtrationsspalt 11 offengelassen, der in vielen Fällen  in der Lage ist, das in Fig. 3 gezeigte Filtergewebe 3  zu ersetzen. Ein solcher Filtrationsspalt hat den Vor  teil, dass er bei jeder Öffnung der Zentrifuge automatisch  durch Abschleudern gereinigt wird. Er kann z. B. bei  der Abtrennung von Kristallen, die eine gewisse Grösse  aufweisen, ohne     weiteres    verwundet werden.  



  Des weiteren     irrt        die-zier        Filtrationsspavt    geeignet bei  sogenannten     Anschwemmtrennungen.    Bei diesen Tren  nungen wird vor der eigentlichen Abtrennung der zu  behandelnden Flüssigkeit im Hohlraum 1 eine An  schwemmung vorgenommen, d. h. es     wind        vorgän-          gig    zur Filtration ein relativ grobkörniges Material als       Filtrationshilfsmittel    in einer sauberen Flüssigkeit auf      die Filterfläche - in diesem Falle auf den Filtrations  spalt - angeschwemmt.  



  Dieses Material 13 bildet eine durchlässige Filtra  tionsschicht für das zu behandelnde Medium. Die durch  filtrierende Flüssigkeit wird durch die Zentrifugalkraft  nach aussen, d. h. an die Innenwand des rotierenden,  rohrförmigen Körpers 10 gepresst und muss demzufolge  die beschriebene Filterhilfsschicht 13 durchlaufen. Die  Flüssigkeit fliesst nun die Innenwand des Rotations  körpers entlang gegen den Filtrationsspalt 11 und ver  lässt dort filtriert die Zentrifuge. Da der Filtrations  spalt eine relativ grosse Länge aufweist, ist der Öff  nungsquerschnitt schon bei sehr feiner Spaltbreite von  nur einigen Zehntelmillimetern breit genug" um grosse  Mengen     Flüssigkeit    durchzulassen.  



  Die Vorrichtung nach Fig. 6 und 7 hat sich z. B.  bei der Dekantierung und anschliessender Nachtrock  nung von Rückständen aus technischen und kommuna  len Abwässern bewährt.  



  In dem Hauptpatent wurde auch beschrieben, wie  durch Einbau von gewissen Umlenkvorrichtungen in  den eigentlichen Zentrifugen-Hohlraum die Dekantier  wirkung verbessert werden kann.  



  Ferner wurde noch gefunden, dass vor allem eine  solche Verbesserung, d. h. eine Leistungssteigerung er  zielt werden kann,     wenn    dafür gesorgt wird, dass die  den Hohlraum durchströmende Flüssigkeit durch ge  eignete Mittel in der Strömung beruhigt     wind    und dass  vor allem die von aussen nach innen gerichtete Strömung  verlangsamt wird.  



  Fig. 8 zeigt, wie dies bewerkstelligt werden kann.  Die im Hohlraum 1 befestigte Trennwand 2 soll mög  lichst so angeordnet sein, dass der Eintrittsraum 16 zu  Gunsten des Eintrittsraumes 17     klein    gehalten wird.  Dies vermeidet die Strömungsgeschwindigkeit der aus  tretenden Flüssigkeit und erhöht den Trenneffekt. Des  weiteres werden in den Austrittsraum 17 geeignete  Strömungsrichter respektive Beruhigungsmittel 14 und  15 eingebaut, welche eine Wirbelwirkung durch Strö  mungseffekte verhindern. Die Mittel 14 und 15 können  z. B. die Form von gelochten Ringen, Lamellen oder       Schaufeln    haben, es kann aber z. B. auch Stahlwolle  oder ähnliches Material eingelegt werden.

   Wichtig ist,  dass eine Wirbelbildung in der Flüssigkeit verhindert  wird, da sonst ein Teil' der bereits     dekantierten    Rück  stände wieder aufgewirbelt wird. Die genannten     Mittel     müssen auch so eingebaut werden, dass die :Strömung  möglichst gleichmässig über die zur Verfügung stehende  Fläche verteilt wird.  



  Fig. 9 zeigt eine weitere Anordnung zur gleichmässi  gen Verteilung der Strömung im Raume 17. Durch die  Austrittsöffnungen 5 kann im Raume 17 eine unregel  mässige Strömung erzeugt werden, welche durch An  bringen einer Sammelrinne 18 auf der Abschlussplatte 12  verbessert werden kann. Der Überlauf 19 von dieser       Sammelrinne    bringt eine gleichmässigere Verteilung der  Strömung. Des weiteren kann diese Sammelrinne 18  für die oben erwähnte Rückspülung der Filtergewebe  verwendet werden.  



  Fig. 10 zeigt noch ein Detail der Abdichtung zwi  schen der äusseren, seitlichen Abschlussplatte und dem  rotierenden, rohrförmigen Abschlusskörper.  



  Es hat sich gezeigt, dass zur guten Trocknung der  Rückstände in der Filterzentrifuge die Austrittsöffnung  11 der filtrierten     Flüssigkeit        möglichst        ausserhalb        dies     Radius 22 der Innenwand des rotierenden, rohrförmigen  Abschlusskörpers 10 liegen soll. Zu diesem Zweck wird    die Abdichtung 23 der beiden Körper 10 und 12 etwas  nach aussen verlegt, damit an der Stelle 20 eine gute  Entfeuchtung stattfindet

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Zentrifuge zum Abtrennen von Feststoffen aus Flüs sigkeiten nach Patentanspruch des Hauptpatentes, da durch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Platten nahe oder an ihrem äusseren Umfang eine axiale Abflussöffnung für die filtrierte Flüssigkeit auf weist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der rohrförmige Körper durch ein durch die Rotationsachse geführtes Druckmedium verschoben wird, wobei dieses Druckmedium in eine Kammer ge führt wird, welche einerseits von einer der beiden den Hohlraum bildenden Platten, anderseits von einer mit dem rohrförmigen Körper verbundenen, auf der Rota tionsachse verschiebbaren und auf dieser abdichtenden Platte gebildet wird. 2.

   Zentrifuge nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass der rohrförmige Körper durch ein durch die Rotationsachse geführtes Druckmedium ver schoben wird, wobei dieses Druckmedium in eine Kam mer geführt wird, welche einerseits von einer speziel len, fest mit der Rotationsachse verbundenen Platte, anderseits von einer mit dem rohrförmigen Körper ver bundenen, auf der Rotationsachse verschiebbaren und auf dieser abdichtenden Platte, gebildet wird. 3.

   Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung zwischen dem verschiebbaren, rohrförmi- gen Körper und dem die Flüssigkeit aufnehmenden Hohlraum durch eine Lippendichtung erfolgt. 4. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass der die Flüssigkeit aufnehmende Hohlraum mit einer in eine Rückführleitung mündenden Überlaufvorrichtung ver sehen ist. 5.

   Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass der ver schiebbare, rohrförmige Körper -gleichzeitig für zwei die Flüssigkeit aufnehmende Hohlräume ausgebildet ist und bei welcher in jeder Stellung des genannten Körpers der eine Hohlraum geöffnet und der andere geschlossen ist, d. h. abwechslungsweise betätigt werden. 6. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die am äusseren Umfang der Platten liegenden Abflussöffnungen durch fernbetätigte Mittel abgeschlossen werden können. 7.

   Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Platten die nahe dem äusseren Umfang liegen den Abflussöffnungen und gleichzeitig in der Achsnähe liegende Überströmöffnungen besitzt. B. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen. 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die nahe dem äusseren Umfang liegenden Abflussöffnungen aussen in eine weitere mitnotierende Kammer münden, welche ihrerseits am äusseren Umfang einstellbare Abflussdüsen besitzt und in Achsnähe Überströmöffnungen. 9.

   Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die am äusseren Umfang liegenden Abflussöffnungen durch ein auswechselbares, senkrecht oder angenähert senkrecht zur Achse liegendes Filtergewebe überdeckt sind. 10. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ab-. flussöffnung durch einen Spalt zwischen einer der Plat ten und dem rohrförmigen Körper gebildet ist. 11.

   Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch die Platten gebildeten Hohlraum eine Trenn wand eingebaut ist und bei welcher diese Trennwand einen möglichst grossen seitlichen Abstand von der die Austrittsöffnungen .tragenden Abschlussplatte aufweist. 12. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unteran sprüchen 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass in dem durch die Platten gebildeten Hohlraum die Flüssigkeits strömung richtende Mittel vorgesehen sind. 13.

   Zentrifuge nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass die die Abflussöffnungen tragende Platte in der Achsnähe über stnömöffnungen aufweist, welche ausserhalb dieser Platte und seitlich an dieser befestigt in eine Sammelrinne münden. 14. Zentrifuge nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass die stirnseitige Abdichtung zwischen der die Abflussöff- nungen tragenden Platte und dem rohrförmigen, ver schiebbaren Körper an einem etwas grösseren Radius erfolgt, als dem Innenradius des rohrförmigen Körpers entspricht.