DD153762A5

DD153762A5 - Verfahren zur zentrifugalen trennung von phasenzustaenden in einer mischung

Info

Publication number: DD153762A5
Application number: DD80224877A
Authority: DD
Inventors: Pierre Saget
Original assignee: Pierre Saget
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1980-10-31
Publication date: 1982-02-03
Also published as: US4478718A; ES8204619A1; BE885933A; ES496475A0; IT1129354B; IT8068661A0; GB2061136B; SU1228777A3; FR2468410B1; PT71957A; JPS5673565A; DE3039375A1; GB2061136A; CA1164422A; NL8005910A; FR2468410A1; US4361490A; PT71957B; LU82875A1; DE3039375C2

Abstract

Die Erfindung ist zur zentrifugalen Trennung von Phasen beliebigen Zustandes in einer Mischung anwendbar, z.B. pulverisierter Feststoffe in eine Fluessigkeit. Ziel sind eine optimale Trennung der Bestandteile bei geringem Anlagenaufwand, sparsamer Energieverbrauch sowie gegebenenfalls eine Kuehlung der Substanzen. Dazu sind entsprechende Zentrifugalfelder zu schaffen. Erfindungsgemaess wird die Mischung in eine Vielzahl von Stroemungsfaeden aufgeteilt, die schraubenfoermig einen Rotor mit einer hoeheren Tangentialgeschwindigkeit durchstroemen, als dieser hat. Dazwischen liegen Fluidstreifen mit geringem Zentrifugalfeld. Die Einrichtung enthaelt, koaxial angeordnet und in einem festen Gehaeuse in Rotation versetzt, einen Ventilator, der einen stromaufwaerts gerichteten Druckfall herstellt, einen drehbaren Verteiler, der den Druckfall, der aus der Wirkung des Ventilators auf den stromaufwaerts gerichteten Druck resultiert, in eine Rotationsgeschwindigkeit der Mischung umsetzt, die sich zur Rotationsgeschwindigkeit des Verteilers addiert, und einen Rotor mit Fuehrungselementen fuer die Stroemungsfaeden, Fangelemente, die die ruhenden Fluidstreifen umschliessen und Leitungselemente fuer letztere.

Description

Berlin, den 10. 2. 1981

AP Б04 B/224 877 58 326 26

Verfahren und Vorrichtung zur zentrifugalen Trennung von Phasenzuständen in einer Mischung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zentrifugalen Trennung von Phasenzuständen in einer Mischung, z. B.: Gcs in Gas, Flüssigkeiten in Flüssigkeiten, pulverisierte Feststoffe in Flüssigkeiten oder andere Kombinationen der drei Phasen untereinander·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der US-PS 3 234 716 ist eine Vorrichtung zur Abtrennung von Staub oder anderen Partikeln aus einem Gas dargestellt, bei der ein Elektromotor ein auf einer Welle angeordnetes Zentrifugalgebläse antreibt. Das zugeführte Gas durchläuft eine kegelstumpfförmige Platte mit Durchbrechungen. Das entstehende Zentrifugalfeld bewirkt die Trennung der Mischung. Ferner v/ird in der FR-PS 2 267 153 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen der verschiedenen Phasen einer Mischung beschrieben, bei denen die drehbare Scheibe der Turbine mit trapezförmigen Fenstern versehen ist, zwischen denen volle Stege liegen. Auf der Scheibe sind Randbleche angeordnet.

Bei den beschriebenen Einrichtungen ist die Wirkung des Zentrifugalfelder nicht so, daß eine optimale Trennung von Gemischen erfolgen kann,

Ferner ist die Herstellung der Einrichtungen aufwendig, ihr

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Energiebedarf ist hoch, und es erfolgt keine Kühlung der eingebrachten Substanz.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die optimale Trennung von Phasen in Mischungen, auch solcher mit geringem oder wenig unterschiedlichem Gewicht, und deren einwandfrei getrennter Ausstoß aus der Trennzone.

Weiter soll die erforderliche Vorrichtung einen einfachen Aufbau haben und vereinfacht gefertigt werden können, v/obei ungebräuchliche Pertigungsverfahren und Materialien eingesetzt werden, z. B. das Formen drehender Teile aus plastischem Material.

Die Erfindung zielt ferner darauf ab, einen wesentlichen Teil der für das Zentrifugieren aufgebrachten kinetischen Energie zurückzugewinnen, um den gesamten Energieverbrauch zu reduzieren und so den wirtschaftlichen Nutzen des Verfahrens zu verbessern.

Die Erfindung zielt darüber hinaus noch darauf ab, mittels thermodynamisehen Effekten eine Kühlung im Inneren der in Bewegung befindlichen Hasse herbeizuführen, was insbesondere zum Kondensieren einer Dampfphase vorteilhaft sein kann·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zentrifugalen Trennung von Phasenzuständen in einer Mischung zu schaffen, bei denen durch die Erzeugung unterschiedlicher Zentrifugalfelder eine optimale Entmischung erfolgt. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe da-

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durch gelöst, daß die Mischung mit einer \7inkelgeschwindigkeit in Umlauf gesetzt wird, die größer ist als die eines Rotors, v/elcher von der Mischung durchströmt wird, daß die Mischung in eine Vielzahl von Strömungsfäden aufgestellt wird, die längs schraubenförmiger Bahnen den Rotor durchströmen, mit einer Tangentialgeschwindigkeit, die deutlich über der des letzteren liegen, daß diese Strömungsfäden durch dazwischenliegende, schraubenförmige ruhende Pluidstreifen getrennt sind, die vom Rotor aufrechterhalten werden, daß die schwere Phase oder die schweren Phasen, die von den Strömungsfäden mittels des Zentrifugalfelder getrennt werden, von den ruhenden Fluidstreifen umfangen werden, daß die schwere Phase oder die schweren Phasen, die von den ruhenden Pluidstreifen umfangen und einem Zentrifugalfeld ausgesetzt sind, das in letzterem herrscht und deutlich schwächer ist als jenes, das in den Strömungsfäden besteht, gegen den Umfang befördert werden, und daß die schwere Phase oder die schweren Phasen, die in den ruhenden Pluidstreifen befördert werden, fortschreitend durch den Rotor geführt werden.

Zusätzlich wird die Mischung einerseits, um eine stromaufwärts gerichtete Rotation in Gang zu setzen, der fortschreitenden Wirkung des Rotors unterworfen, andererseits einem stromab-wärts gerichteten axialen Ansaugen oder Aufstauen durch den Rotor, wobei der daraus resultierende stromaufwärts gerichtete Druckabfall in eine schraubenförmige Geschwindigkeit umgesetzt wird, deren tangentiale Komponente sich der tangentialen des Rotors überlagert und deren axiale Komponente den Ausstoß herbeiführt.

Darüber hinaus wird der schraubenförmige Pluß der Mischung nach unten begradigt und in eine völlig axiale Strömung umgesetzt, und die kinetische Energie der rotierenden be-

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handelten Mischung wird wieder gewonnen, um die Rotation des Rotors zu unterstützen und so die durch diesen verbrauchte Leistung zu verringern.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und enthält, koaxial angeordnete und in einem festen Gehäuse eine erste Vorrichtung, bestehend aus einem Ventilator, einem Kompressor oder einer Pumpe, um einen stromaufwärts gerichteten Druckabfall zu erzeugen, eine zweite Vorrichtung, bestehend aus einem drehbaren Verteiler, der den Druckabfall, der aus der Wirkung der ersten Vorrichtung aus den stromaufwärts gerichteten Druck resultiert, in eine Rotationsgeschwindigkeit der Mischung umsetzt, die sich im selben Sinne der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Verteilers hinzufügt, und einer dritten Einrichtung, die unterhalb der zweiten angeordnet ist und aus einem Rotor besteht, der Führungselemente für die Strömungsfäden enthält, die diese wenigstens auf einen Teil ihres Durchlaufes lenken und kanalisieren, Pangelemente, die die ruhenden Fluidstreifen umschließen und die schwere Phase oder die schweren Phasen aufnehmen, ferner Leitungselemente, die das Entweichen der schweren Phase oder der schweren Phasen zu den Strömungsfäden verhindern und an der Abführung dieser schweren Phase bzw. Phasen zum Umfang teilnehmen.

Darüber hinaus enthält der Apparat stromabwärts der dritten Vorrichtung bzw. des Rotors, wenn man den Mischungsfluß betrachtet, eine vierte Vorrichtung, bestehend aus einer Arbeitsturbine, deren Profil der besonderen schraubenförmigen Strömung angepaßt ist, damit diese im wesentlichen axial wird, und deren Schaufeln in gleicher Weise die restlichen Spuren der schweren Phase zum Umfang bringen.

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Darüber hinaus sind wenigstens einige dieser Vorrichtungen miteinander gekoppelt, z» B. über eine Welle, und mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung für die Drehbewegung verbunden.

Gemäß einem besonderen vorteilhaften aber nicht einschränkenden Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die dritte Vorrichtung bzw. der Rotor wenigstens zwei koaxiale, drehbare kreisförmige Platten auf, die im Abstand voneinander angeordnet sind und Ausnehmungen begrenzen, die sich von der Mitte gegen den Umfang erstrecken, und auf derselben kreisförmigen Platte durch volle Teile voneinander getrennt sind und im Grundriß eine kreisförmige Platte zur folgenden winkelförmig versetzt ist; erfindungsgemäß definieren die Ränder bzw. Randleisten der Ausnehmungen streng die Einhüllenden der mehrfachen, schraubenförmigen Strömungsfäden und gleichzeitig die der sie trennenden ruhenden Fluidstreifen; die winkelförmige Versetzung der kreisförmigen Platten, der Abstand derselben und auch die Porm und die Abmessungen der Ausneltmungen sind so gewählt, daß sie genau der relativen Neigung der Strömungsfäden (d. h. ihre Neigung relativ zum Rotor, wenn er dreht) und auch die Leistung des Separators und den Ausstoß des Apparates bestimmen.

Vorstehende Elemente, wie Randleisten, Rippen oder andere an sieh bekannte sind einstückig verbunden mit den vollen Teilen und bilden ausschließlich in den ruhenden Pluidstreifen Erhebungen, um diese einerseits an der Begrenzung der Strömungsfäden einzufangen, und andererseits, um die schwere Phase oder die schweren Phasen abzugrenzen, die aus letzteren in die ruhenden Pluidstreifen entweichen, und sie wirkungsvoll gegen den umfang führen.

Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die zweite Vorrichtung,der drehbare Verteiler, wenigstens zwei koaxiale

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kreisförmige Platten auf, die im Abstand voneinander angeordnet sind und Ausnehmungen begrenzen, die sich von der Mitte gegen den Umfang erstrecken und die auf einer gleichen kreisförmigen Platte durch volle Teile getrennt sind, wobei von vorn gesehen eine kreisförmige Platte zu der folgenden winkelförmig versetzt ist. Gemäß der Erfindung ist jede Ausnehmung des Verteilers von einer Randleiste oder Schaufelfläche begrenzt, die auf der nach oben gerichteten Fläche des benachbarten vollen Teiles einen Vorsprung darstellen, wenn man den Fluß der Mischung betrachtet, und nach hinten, wenn man die Rotation der kreisförmigen Platten betrachtet, oder, in gleicher Weise, auf der Unterseite und nach vorn.

Um die Länge des im wesentlichen radialen Wegen der schweren Phase oder d-er schweren Phasen in den schraubenförmigen St römungsfäden zu reduzieren, sind die Ausnehmungen, a, B. trapezförmige Fenster, gegenüber dem Halbmesser geneigt, wobei Neigung und Breite der Ausnehmungen so gewählt sind, daß sie die Sammelzeit der schweren Phase bzw. Phasen bestimmen. Die Ausnehmungen, Spalten oder trapezförmigen Fenster sind auf derselben kreisförmigen Platte in mehreren ringförmigen Bereichen angeordnet, die die Verteilungsdichte gleichmäßig gestalten und so die Sammelzeit für die schwere Phase oder die schweren Phasen durch die benachbarten Fluidstreifen verkürzen. Gegebenenfalls sind die Ausnehmungen mit teilweiser Überdeckung angeordnet.

Jede Ausnehmung kann mindestens eine seitliche Randleiste aufweisen, die von einem zentralen Ablenkblech verlängert wird. Dieses vorstehende Element wirkt der Wiedermischung der schweren Phase bzw. der Phasen in den Strömungsfäden, die sich in den Bündeln der ruhenden Fluidstreifen, die sich zwischen der Mitte und dem äußeren R_and der entsprechenden kreisförmigen Platte bewegen, entgegen.

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Die Spalten haben von einem Bereich zum folgenden derselben kreisförmigen Platte eine im wesentlichen konstante Breite und einen im wesentlichen konstanten Abstand· Die trapezförmigen fenster liegen von einem Bereich zum folgenden Bereich derselben kreisförmigen Platte hintereinander auf gemeinsamen Radien, wobei ihre Breite und der mittlere Abstand von einem Bereich zum anderen von der Mitte gegen den Umfang zunehmen. Der rotierende Verteiler hat wenigstens eine rotierende kreisförmige Platte mit Ausnehmungen, die voneinander durch volle Teile getrennt sind, wobei sie jeweils durch zwei Randleisten oder Schaufelflächen begrenzt sind, die aufwärts hinten und abwärts vorn bzw. beiderseits, wenn man die Strömung der Mischung betrachtet, Vorsprünge bilden.

Die Randleisten oder Schaufelflächen stehen im wesentlichen senkrecht auf den kreisförmigen Platten, oder sie sind im wesentlichen relativ zum Rotor entsprechend der gewählten Neigung der Strömung in den Strömungsfäden geneigt. Der rotierende Verteiler kann ein Pulsator sein, der aus einer Mehrzahl von Schaufeln besteht, die von der Mitte gegen den Umfang gerichtet sind und deren Höhlung sich nach abwärts richtet, wenn man die Strömung der Mischung betrachtet, wobei ein Ablaufrand jeder Schaufel eine Neigung zum Rotor besitzt, die im wesentlichen der gewählten Neigung der Strömung in den Strömungsfäden entspricht. Die Ablaufränder sind mit der kreisförmigen Platte einstückig verbunden, die mit dem Rotor gekuppelt ist, wobei sie die Ausnehmungen, wenn man die Drehrichtung des Rotors betrachtet, nach hinten begrenzt.

Die Arbeitsturbine besitzt eine Vielaahl von Schaufeln, die vom Zentrum gegen den Umfang orientiert sind und deren Höhlung sich nach aufwärts öffnet, im Sinne der Strömung der Mischung betrachtet. Sin Einlaufrand jeder Schaufel ist entsprechend .der gewählten Neigung der Strömung in den Strömungsfäden

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relativ zum Rotor geneigt,

Die Einlaufränder der Schaufeln sind einstückig mit der letzten abwärts liegenden kreisförmigen Platte des Rotors, wenn man den Strömungsfluß der Mischung betrachtet, verbunden und begrenzen die Ausnehmungen, wenn man von der Rotation des Rotors ausgeht, nach unten. Es können ebene, senkrecht zur Rotationsachse stehende, kreisförmige Platten oder kegelstumpfförmige Platten, die im Strömungsfluß der Mischung nach abwärts gerichtet sind, eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: eine teilweise geschnittene perspektivische

Ansicht eines ersten Ausführungsbeispieles einer Zentrifuge gemäß der Erfindung;

Pig. 2: eine perspektivische Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Pig. 3: eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens für das erste Ausführungsbeispiel des Rotors;

Pig. 4 bis 10: Schnitte konzentrisch zur Rotationsachse als Abwicklung, die das erfindungsgemäße Verfahren für verschiedene Bauarten des Rotors und einige drehbare Verteiler zeigen;

Pig. 11 und 12: analoge Darstellungen zu den Pig. 4 bis 11 für besondere Bauarten des drehbaren Verteilers

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und der Arbeitsturbine;

Fig. 13 und 14: ebene Teilansichten einer kreisförmigen

Platte mit mehreren möglichen Ausgestaltungen der Ausnehmungen.

V7ie Pig. 1 zeigt, weist der Apparat ein festes Gehäuse 1 auf, in dem, von unten nach oben, wenn man die durch den behandeln-Pfeil P angedeutete Richtung des Strömungsflusses der zu behandelnden Mischung betrachtet, koaxial und in Rotation versetztbar, einen Ventilator 2, eine Arbeitsturbine 3$ ein Rotor 4 und ein drehbarer Verteiler 5 angeordnet sind.

Beim dargestellten Beispiel sind diese gut und synchron bewegbar; sie sind auf der Y/elle 6 aufgekeilt, die an dem einen oder dem anderen Ende mit irgendeinem rotierenden, für die Vorrichtung geeigneten Antrieb angekoppelt ist. Es handelt sich hierbei nicht um eine notwendige Maßnahme, denn es ist durchaus möglich, den Ventilator 2 mit einer unterschiedlichen, jedoch angepaßten Geschwindigkeit laufen zu lassen; es ist ebenso möglich, einen Antrieb für ei ne oder zwei Einrichtungen allein in Betracht zu ziehen, z· B. für den Rotor 4 und den Verteiler 5, und eine schwimmende Montage als Portsetzung für die anderen, z. B. für die Arbeitsturbine 3, vorzusehen.

Die Rotationsachse ist in der Zeichnung vertikal dargestellt, sie kann aber auch horizontal oder geneigt sein.

Das Gehäuse 1 enthält einen Auffänger 7, der konzentrisch den Rotor 4 umschließt und gegebenenfalls auch den Verteiler 5, um die an den Umfang gelangende schwere Phase bzw. die schweren Phasen aufzunehmen. Im dargestellten Beispiel

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ist der Auffänger 7 geschichtet und besteht aus kegelstumpfartigen Kreisringen 8, die in einem Abstand übereinander angeordnet sind. Der Ventilator 2 ist dazu bestimmt, einen stromaufwärts gerichteten Druckabfall und einen Ausstoß der zu behandelnden Mischung nach unten, durch den Rotor 4 hindurch, herbeizuführen. Im dargestellten Beispiel ist der Ventilator 2 ein Zentrifugaltyp; seine rotierende Beschaufelung 9 ist auf der Welle 6 aufgekeilt und in einer Umhüllung 10 untergebracht, die auf einer geeigneten Verbindung des Gehäuses 1 aufgesetzt und befestigt ist; ein tangential abgehendes Rohr 12 der Umhüllung 10 gestattet es, die behandelte Mischung, ausgenommen die schwere Phase, herauszuziehen.

Es ist selbstverständlich, daß der Ventilator 2 auch anders ausgeführt sein kann, insbesondere als Axialgebläse, und daß er durch einen stromaufwärts wirkenden Kompressor ersetzt werden kann; ebenso kann, wenn die Mischung statt gasförmig flüssig ist, eine Saug- oder Druckpumpe verwendet werden.

Der stromaufwärts gerichtete Druckabfall, verursacht durch die axial nach unten gerichtete Absaugung oder durch stromaufwärts gerichtete Verdrängung, wird durch den vorgenannten rotierenden Verteiler 5 in eine schraubenförmige Störmung umgewandelt, deren tangentiale Geschwindigkeitskomponente sich der tangentialen Geschwindigkeit des Rotors 4 überlagert und deren axiale Komponente den Ausstoß herbeiführt.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel, das in Pig. 1 dargestellt ist, besteht der Rotor 4 aus übereinander angeordneten, ebenen, kreisförmigen Platten 13, und, gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel besteht der Rotor 4 aus übereinander

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angeordneten kegelstumpfförmigen Platten 14.

Die beschriebenen Mittel, wie sie aus der Fig. 1 zu entnehmen sind, bei der die Begrenzungen der kreisförmigen Platten 13 geradlinig und senkrecht zur Rotationsachse sind, können auch bei der Realisierung nach Fig. 2 und bei anderen angewendet werden, bei denen die Begrenzungen gekrümmt sein können, und, wenn sie gerade oder gekrümmt sind, mit der Rotationsachse zusammenfallen oder an dieser unter irgendeinem Neigungswinkel vorbeigehen.

Anders ausgedrückt, die Platten 13» H können eine regelmäßige Oberfläche haben, z. B.. eine konische oder irgendwelche ausgewogene Rotationsflächen, v/as keine besonderen AusführungsSchwierigkeiten mit sich bringen kann, da die Platten 13; H im Hinblick auf die reduzierten Beanspruchungen, die sie erleiden, wie die Beschreibung noch zeigen wird, durch Gießen, sogar aus plastischem Material, hergestellt werden können. Im Ausführungsbeispiel, das sich auf die Fig. 1, 3 und 5 bezieht, sind die kreisförmigen Platten 13 voneinander in einem konstanten Abstand "p" angeordnet. Jede kreisförmige Platte 13 begrenzt Ausnehmungen 15, die regelmäßig verteilt sind, sich von der Mitte gegen den Umfang erstrecken und durch volle Teile 16 voneinander getrennt sind. Im dargestellten Beispiel markiert jeder volle Teil 16 durch seinen vorderen freien Rand 17 und durch seine hintere Randleiste 18, im Drehsinn T der Platten betrachtet, die Grenzen zweier benachbarter Ausnehmungen 15; verlaufen diese Begrenzungen radial, haben die Ausnehmungen 15 und die vollen Teile 16 eine trapezförmige Gestalt.

Es ist wesentlich festzustellen, daß die kreisförmigen Platten 13 zueinander winkelmäßig versetzt sind, d. h.

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mit der vorhergehenden einen Winkel ß einschließen (Pig. 3), derart, daß die Ausnelunungen untereinander nicht fluchten, sondern Stufe für Stufe eine schraubenförmige Umhüllende definieren mit einem bevorzugten Neigungswinkel "^C" bezogen auf den Rotor 4 (Pig. 5)· Im Inneren dieser Umhüllenden fließen schraubenförmige Strömungsfäden 19 der zu behandelnden Mischung, wenn diese durch den sich drehenden Verteiler auf eine gewisse Geschwindigkeit gebracht worden sind. Außerhalb der virtuellen Umhüllenden stagnieren oder ruhen in einem geringen Erneuerungs-Verhältnis schraubenförmige Pluidstreifen 20, die innerhalb des drehenden Systems zwischen den vollen Teilen 16 der kreisförmigen Platten 13 eingeschlossen bleiben.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren teilt der so konstruierte Rotor 4 die zu behandelnde Mischung in eine Vielzahl ruhender, schraubenförmiger, aufeinanderfolgender Pluidstreifen 20 auf· Die Strömungsfäden 19, die den Rotor 4, den vorgenannten schraubenförmigen Bahnen folgend, durchqueren, fließen mit einer absoluten Tangentialgeschwindigkeit, die sehr viel größer ist als die des Rotors 4» während die ruhenden Pluidstreifen 20 zwischen den kreisförmigen Platten 16 diese mit ihrer Tangentialgeschwindigkeit durchfließen«

Unter diesen Voraussetzungen kann man feststellen, daß für den Rotor 4» der mit der Winkelgeschwindigkeit of votiert, die absolute Tangentialgeschwindigkeit eines im radialen Abstand R befindlichen Teilchens gleich ist:

wenn dieses Teilchen sich in einem ruhenden Pluidstreifen befindet,

u/R + V₁, wenn dieses Teilchen sich in einem Strömungsfaden 19 befindet, der in bezug auf den Rotor 4 im v/esent-

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liehen mit einer konstanten Tangentialgeschwindigkeit V_T abläuft· Weiterhin ist die Zentrifugalkraft eines solchen Teilchens gegeben durch:

Fqtt - LO R in einem ruhenden Pluidstreifen 20 und

R₊ Vj² jr '·— in einem Strömungsfaden 19·

Es ist klar, daß die Zentrifugalkraft i¹ eine konische Änderung längs des Halbmessers erfährt. Sie beträgt ein Minimum in einem Punkt, wo die relative Tangentialgeschwindigkeit des Strömungsfadens 19 gleich ist der absoluten Tangent ialgeschv/indigkeit des Rotors 4; in diesem Punkt ist

ρ die minimale Zentrifugalkraft gleich 4 u> R und infolgedessen gleich dem Vierfachen des Zentrifugalfeldes, das am Umfang desselben Halbmessers im ruhenden Pluidstreifen 20 herrscht. Im Zentrum ist die Zentrifugalkraft sehr intensiv; sie ninrat bis zu dem Punkt ab, v/o sie ihr Xinimum erreicht; dann wächst sie von neuem an bis zum äußeren Umfang, v/o sie extrem hohe Werte erreicht.

Diese Phänomen und ebenso die nachstehend angegebenen Ergebnisse, die sich daraus ergeben, sind im Rahmen der klassischen Zentrifugeerung nicht vorhersehbar und nicht zu erwarten. Dies sind die Erfahrungstatsachen, die auf dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung beruhen, die es erlauben, die Echtheit der erzielten Ergebnisse sicherzustellen.

Man kann sich davon überzeugen, daß die schweren Teilchen der Stromfäden 19, die einer starken Zentrifugalkraft unterworfen sind, sich gegen den umfang beschleunigen und, indem sie langsamer werden, zusanmenbacken, bevor sie in die ringförmige Zone der minimalen Kraft gelangen, und

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dann, ausgehend von dieser Zone, in sehr großen Massen gegen den Umfang neuerlich beschleunigt werden. Im Laufe der zentrifugalen Versetzung wandern aus verschiedenen Gründen, wie nachstehend ausgeführt wird, die schweren Teilchen gegen die ruhenden Fluidstreifen 20, in denen sie aufgenommen und eingeschlossen werden; sie werden dann einer Zentrifugalkraft unterworfen, die zweifellos viel schwächer ist, jedoch ausreichend groß, um sie unwiderstehlich gegen den Umfang zu befördern« Im Zuge dieser Beförderung stellen sich Fangelemente und Führungselemente, die nachstehend definiert werden, dem Entweichen der schweren Teilchen zu den Strömungsfäden 19 entgegen und nehmen positiv an ihrer Beförderung gegen den Umfang teil, wo sie sich in den kegelstumpfförmigen Kreisringen 8 des Auffängers 7 beschleunigen, der sie endgültig aus der Mischung herauszieht.

Es ist offensichtlich, daß die winkelige Versetzung "ß" der kreisförmigen Platten 13 und der Abstand "p" derselben (Fig. 3), wie auch die Form und die Abmessungen der Ausnehmungen 15 so gewählt sind, daß sie genau die relative Heigung »«(ν" der Stromfäden 19 (d. h. ihre Neigung in bezug auf die Platte 13, wenn sie rotieren) bestimmen. Die in Frage kommenden Parameter erlauben demnach die Regelung der Leistung des Separators und des Ausstoßes des Apparates. Im allgemeinen sind diese Parameter für einen bestimmten Apparat konstant, aber es kann vorteilhaft sein, sie von oben nach unten variabel zu machen, in Abhängigkeit vom Gang der Funktion des Apparates und der angestrebten Behandlung.

Auf jeden Fall erlaubt die Wahl der vorgenannten Parameter in bezug auf die Betriebsverhältnisse des Apparates und die Zusammensetzung der Mischung den bevorzugten schraubenförmigen Weg der Strömungsfäden 19 durch die Ausnehmungen 15 des Rotors 4 festzulegen. Ebenso kann jeder Strömungsfaden 19» der eine bestimmte Ausnehmung 15 "n" der kreisförmigen

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Platte 13 durchwandert, seinen Weg verfolgen, indem er homologe Ausnehmungen 15 "n" den folgenden kreisförmigen Platten 13 durchdringt, d. h. diejenigen, die sich vorn unten im Versetaungsv/inkel "ß" der kreisförmigen Platten befinden (Pig. 3)· Es kann aber ebenfalls jeder Strömungsfaden 19 eine oder mehrere Ausnehmungen 15 überspringen, wobei sich die Ausnehmung 15 des folgenden Durchganges (n + 1), (n + 2) ... hinsichtlich der Bezugnahme "n" um einen Wink el (ß -rtO, (ß + 2^f) nach vorn unten versetzt befindet· -yist der Y/ink el schritt der Ausnehmungen 15 auf einer kreisförmigen Platte 13 selbst (Pig. 3).

Der Rotor 4 funktioniert in der vorbeschriebenen Weise unter der Voraussetzung, daß ein drehbarer Verteiler 5 vorhanden, ist; es sei daran erinnert, daß dieser Verteiler 5» indem er den Druckabfall in eine schraubenförmige Bewegung der Mischung umsetzt, die Strömungsfäden 19 derselben gegen die ausgev/ählten Einhüllenden der Ausnehmungen 15 lenkt. Daher addiert sich die relative Rotationsgeschwindigkeit der Strömungßfäden 19 infolge dieser Aktion im selben Sinne zur positiven Rotationsgeschwindigkeit des Verteilers 5, die dieselbe ist wie die des Rotors 4.

Nach dem Ausführungsbeispiel, das in den Pig. 1 und 11 dargestellt ist, weist der Verteiler 5 die kreisförmige Platte 13 mit den Ausnehmungen 15 und den vollen Teilen 16 auf, die entsprechend denen der kreisförmigen Platten 13 des Rotors 4 gestaffelt sind. Dieser besondere Verteiler 5 ist ein Pulsator, bestehend aus einer. Vielzahl von Schaufeln 21, deren Höhlungen 23 sich im Sinne des Pfeiles E gegen die Strömungsrichtung der Mischung nach unten öffnen. Ein Ablaufrand 22 jeder Schaufel 21 deckt sich mit dem freien Rand 17 des vollen Teiles 16, der die Ausnehmung 15, in welche die betrachtete Schaufel 21 mündet, begrenzt. Der

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Ablaufrand 22 ist überdies entsprechend der relativen Neigung "^c" der Stönnungsfäden 19 geneigt. Außerdem sind die Schaufeln 21 vorteilhaft einstückig mit wenigstens einigen vollen Teilen 16 verbunden, im allgemeinen mit allen, denn sie sind vorzugsweise in gleicher Zahl vorhanden· Die Krümmung der Höhlung 23 und die Gestaltung eines Aufnahmerandes 24 sind in Abhängigkeit der aero- oder hydrodynamischen Eigenschaften der Mischung und der herrschenden Betriebsbedingungen ausgebildet·

Die vorstehenden Ausführungen bezogen sich auf das Anlaufen des Verteilers 5 und auf den schraubenförmigen Verlauf der Strömungsfäden 19 durch die Ausnehmungen 15 des Rotors 4. Die folgenden Ausführungen betreffen die Stabilisierung der ruhenden Fluidstreifen 20 in den dazwischenliegenden schraubenförmigen Räumen, die zwischen den vollen Teilen 16 der kreisförmigen Platten 13 des Rotors 4 vorgesehen sind: das Auffangen und Pesthalten der schweren, aus den Strömungsfäden 19 stammenden Teilchen in den ruhenden Pluidstreifen 20 und die wirkungsvolle Führung der schweren Teilchen gegen den Umfang.

Um zu den damit verbundenen Ergebnissen zu gelangen, können mehrere, in den Pig. 4 bis 10 dargestellte Ausführungsbeispiele herangezogen werden.

Gemäß dem vereinfachten Ausführungsbeispiel nach Pig. 4 sind die kreisförmigen Platten 13 glatt und einander sehr nahe. Auf Grund der Tatsache, daß die zu behandelnde Mischung eine gewisse Viskosität besitzt, daß wenigstens die vollen Teile 16 der kreisförmigen Platte 13 einen Oberflächenzustand aufweisen, der für eine Haftung der Mischung geeignet ist, und daß die Strömung E der Mischung eine ausreichend hohe Geschwindigkeit hat, um eine Haut zu bilden, die einer Wiedervermischung des Inhaltes der ruhenden Pluidstreifen

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einzudringen, die tatsächlich zwischen zwei aufeinanderfolgenden vollen Teilen 16 eingeschlossen sind. Die schweren, in den Pluidstreifen 20 eingeschlossenen Teilchen wandern natürlich unter der Ylirkung der Zentrifugalkraft des Rotors 4 zum Umfang* Sie können aber nicht in umgekehrter Richtung die Haut der benachbarten Strömungsfäden 19 überschreiten.

Ein solches Äusfuhrungsbeispiel (Pig. 4) ist zur Trennung extrem feiner Teilchen, bis herab zur Molekulartrennung, geeignet.

Da die kreisförmigen Platten 13 überdies für alle Arten von Verhältnissen genug voneinander entfernt sind, werden die angestrebten Ergebnisse dadurch erlangt, daß vorspringende Elemente vorgese'nen werden, wie Randleisten 18; 25; 25a; 25b, Rippen 26; 27 oder dgl., die rait jedem geeigneten Kittel mit den vollen Teilen 16 der kreisförmigen Platten 13 verbunden werden. Bs ist wesentlich, daß diese vorspringenden Elemente nur in die ruhenden Pluidstreifen 20 eingreifen und nicht im geringsten in den Strömungsfäden 19 erscheinen dürfen, die sie zerstören oder stören würden. Die vorstehenden Elemente wirken mit den vollen Teilen 16 zusammen, um die vom Rotor 4 eingefangenen ruhenden Pluidstreifen 20 aufrecht zu erhalten und die schweren Teilchen aus den Strömungsfäden eingrenzen und wirkungsvoll gegen den Umfang zu führen.

Derartige vorspringende Elemente sind in den Pig. 5 bis 10 dargestellt« Gemäß einem ersten Aucführungsbeispiel dieser Art, dargestellt in Pig· 5_f und bei der Bezugnahme auf die Pig. bis 3 bereits hervorgehobeß, enthält jeder volle Teil 16 einer kreisförmigen Platte 13 des Rotors 4 eine einzige vorstehende Randleiste 18, die auf der nach oben gerichteten PXächo ( wenn nan die Ströiijungsrichtung D benachbarter Strö-miingsfäden 19 betrachtet) und hinten (wenn man die Rotation

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der kreisförmigen Platten 13 betrachtet) einen Vorsprung bildet.

Nach einem zweiten, dein ersten gleichwertigen Ausführungsbeispiel, das aus Pig. 6 hervorgeht, trägt jeder volle Teil 16 eine einzige Randleiste 25, die einen Vorsprung nach unten (in bezug auf die Strömung E der Strömungsfäden 19) und nach vorn (relativ im Drehsinn T des Rotors 4)bildet.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, einer Kombination der beiden vorstehenden Beispiele, das in Pig. 7 dargestellt ist, weist jeder volle Teil 16 nach oben-hinten gerichtet als Vorsprung eine Randleiste 18 und nach unten-vorn eine Randleiste 25 auf.

Die Pig. 5 bis 7 zeigen, daß die Randleisten 18 und 25 senkrecht zu den vollen Teilen 16 der kreisförmigen Platten 13 stehen. Bs ist jedoch klar, daß sie ganz oder teilweise durch geneigte Randleisten 18a und/oder 25a ersetzt werden können. Im Grenzfall können die vollen Teile 16 der kreisförmigen Platten 13 von geneigten Randleisten 18b und 25b berandet sein, deren Neigung gleich der Neigung "л" der Strömungsfäden 19 in bezug auf den Rotor 4 ist.

Gemäß dem in Pig.8 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel kann jeder volle Teil 16 der kreisförmigen Platten 13 wenigstens eine zwischenliegende Rippe 26 und/oder 27 aufweisen, die einen Vorsprung auf der stromaufwärts und/oder auf der stromabwärts gerichteten Piäche im entsprechenden ruhenden Pluidstreifen 20 und zwischen zwei benachbarten Ausnehmungen 15 bildet.

Die vorgenannten Randleisten 18; 18a; 25; 25a; 25b und die Rippen 26; 27» seien sie gerade oder geneigt, können unter-

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einander nach verschiedenen Anordnungen variiert v/erden, soweit keine Vorspränge in die Strömungsfäden 19 entstehen und die bestehenden Erhebungen die ruhenden Fluidstreifen eingeschlossen zurückhalten und die schweren Teilchen führen und kanalisieren,

Die vorausgehenden Ausführungen beziehen sich auf die Ausbildung der gestapelten kreisförmigen Platten 13 des Rotors 4o Es ist jedoch offensichtlich, daß der drehbare Verteiler 5 eine analoge Ausbildung haben kann an Stelle der mit Schaufeln 21, die im Zusammenhang mit den Pig. 1 und 11 beschrieben wurde. Sbenso kann als einziges Ausführungsbeispiel der drehbare Verteiler 5 wenigstens zwei kreisförmige Platten aufweisen, mit irgendeinem der Profile der Pig. 5 bis 7 oder wenigstens eine kreisförmige Platte 13 lflit einem Profil nach Pig. 10; in diesem Falle bilden die in Präge kommenden kreisförmigen Platten 13 die erste Stufe des Rotors 4, anpaßbar an fiktive Schaufelblätter.

Im folgenden handelt es eich um die Darstellung der lüttel, die bewirken, daß die Teilchen, die den sehr starken Zentrifugalkräften in den Strömungsfäden 19 unterworfen sind, entweichen und aus den letzteren zu den ruhenden Pluidstreifen 20 wandern. Es ist möglich, die Länge des Kriechweges der schweren Teilchen vom Zentrum gegen den Umfang in einem Ströiaungsfaden 19 zu verkürzen, indem man auf die Gestaltung des geraden Abschnittes der betrachteten Strömungsfäden 19 Einfluß nimmt, jenes geraden Abschnittes, der von der Form und· der Richtung der Ausnehmungen 15 bestimmt ist, die die Einhüllende der vorgenannten Strömungsfäden 19 definieren.

Überdies und unter Bezugnahme auf die in Pig. 13 dargestellte Ausführung können die Ausnehmungen 15 ein trapezförmiges Fenster 28 bilden, deren lange Basis sich in dor Ilähe des

Umfangs befindet und die kleine Basis nahe der Mitte (Darstellung in voll ausgezogenen Linien), ein trapezförmiges Fenster 29, dessen lange Basis dagegen nahe der Mitte angeordnet ist und dessen kurze Basis in der Nähe &s Umfanges liegt (gestrichelte Darstellung) oder einen schmalen Spalt 30, dessen Ränder im wesentlichen parallel sind (strichpunktierte Darstellung).

In jedem Falle erstrecken sich die Ausnehmungen 15 ohne Unterbrechung von der Mitte gegen den Umfang und werden von geradlinigen Rändern begrenzt; es ist jedoch offensichtlich, daß die in Frage kommenden Ränder auch im Zick-Zack gebrochen oder gekrümmt sein können.

Andererseits und noch unter Bezugnahme auf Fig. 13 können die Ausnehmungen 15 radial verlaufen (strichpunktierte Darstellung) , oder sie können geradlinig geneigt oder gekrümmt sein, wobei ihr peripheres Ende in bezug auf ihr zentrales Ende vorn (Darstellung in voll ausgezogenen Linien) oder hinten (Darstellung in gestrichelten Linien) liegt, wenn man ihre Richtung aus der tangentialen Abwicklung T betrachtet.

Die vorstehenden Beispiele zeigen, daß die Neigung die Breite und die Ausbildung der Ausnehmungen 15 es erlauben, die Zeit der Sammlung der schweren Teilchen durch die ruhenden Fluidstreifen 20 genau zu bestimmen.

In gewissen Fällen, insbesondere wenn der Durchmesser der kreisförmigen Platten 13 verhältnismäßig groß ist, ist es vorteilhaft, die radiale Ausdehnung der Ausnehmungen 15 zu verringern. Zu diesem Zweck sind, wie auch aus Fig. 14 hervorgeht, Spalte 31 oder 32 trapezförmige Fenster geringer Länge in mehrere konzentrische, ringförmige Bereiche 33} 34; 35; 36 unterfeilt.

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Bei dem in Pig. 14 in der linken Hälfte dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Spalten 31 parallele Ränder, so daß sie von einem Bereich zum folgenden derselben kreisförmigen Platte 13 eine im wesentlichen konstante Breite und einen konstanten mittleren Abstand aufweisen. Die Verteilungsdichte der Strörcungsfäden 19 ist im wesentlichen einheitlich, und die Zeit des Sammelns der schweren Teilchen wird dadurch reduziert, daß ein zentrales Ablenkblech 37, das die seitliche Randleisten 38 verlängert, verhindert, daß die schweren Teilchen, die den Strömungsfäden 19 eines ringförmigen Bereiches 33} 34» 35» 36 entweichen, sich mit StröiDungsfägen 19 eines außerhalb liegenden benachbarten ringförmigen Bereiches 33; 34j 35» 36 wieder vermischen; das Ablenkblech 37 lenkt im Gegenteil die entweichenden schweren Teilchen gegen die ruhenden Fluidstreifen 20 im benachbarten äußeren ringförmigen Bereich*

Bei dem in der rechten Hälfte der Fig. 14 dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die trapezförmigen Fenster 32 von einen Bereich zum folgenden derselben kreisförmigen Platte 13 auf einem genieinsamen Halbmesser, wobei sie sich mit diesen entweder decken oder einen positiven oder negativen Einfallswinkel einschließen; die Breite und die der mittlere Abstand der trapezförmigen Fenster 32 nehmen von der Lütte gegen den Umfang zu, wenn man von einem ringförmigen Bereich 33; 34; 35 auf den anderen übergeht. Wie im -vorhergehenden Fall stellen die Randleisten 38 der trapezförmigen Fenster 32 zentrale Ablenkbleche 37 dar, die eine Wiedervermischung der getrennten schweren Teilchen verhindern,,

Es ist leicht zu erkennen, daß die in den ringförmigen Bereichen 33» 34; 35; 36 aufgeteilten trapezförmigen Fenster 32 einander überdecken, um ihre Dichte besser zu verglGichsmüßigen und der Gefahr einer V/iedervermischung besser entgegenzutreten.

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Am Ausgang der Ausnehmungen 15 der letzten stromabwärts gerichteten kreisförmigen Platte 13 des Rotors 4 haben die Strömungsfäden 19, die sich aus der behandelten Mischung, ausgenommen die schweren Teilchen, zusammensetzen, das Bestreben, ihre Strömung längs der vorbeschriebenen Bahnen fortzusetzen.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht nun vor, diese schraubenförmigen Strömungen gerade zu richten, um sie am Ausgang des Rotors 4 in eine vollkommene axiale Strömung gegen den Ventilator 2 umzuwandeln· Eine derartige Anordnung ist besonders vorteilhaft, weil die kinetische Energie der rotierenden behandelten Mischung leicht wiedergewonnen werden kann, um die angekoppelten Vorrichtungen Ventilator 2, Rotor 4 und Verteiler 5 in Rotation zu versetzen und so die verbrauchte Leistung zu reduzieren.

Zu diesem Zweck wird die letzte stromabwärts liegende kreisförmige Platte 13 des Rotors 4 mit der Arbeitsturbine 3 einstückig ausgeführt, deren Profil den besonderen rückgeführten schraubenförmigen Strömungen angepaßt ist, damit diese im wesentlichen axial werden.

Bei dem in Pig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Arbeiteturbine 3 eine Vielzahl von Schaufeln 39 auf, deren Höhlung 40 sich gegen die aufwärts gerichtete Strömung der Mischung in Richtung des Pfeiles E öffnet. Ein Einlaufrand 41 jeder Schaufel 39 deckt sich mit dem Rand oder der hinteren Randleiste 1Ö des vollen Teiles 16, dessen betrachtete Schaufel 39 einstückig ist und die Ausnehmung 15 begrenzt, in der die vorgenannte Schaufel 39 mündet; der Einlaufrand 41 ist überdies entsprechend der relativen Neigungp^der Strömungsfäden 19 geneigt. Selbstverständlich sind die Krümmung der Höhlung 40 und die Ausgestaltung еіпез Auslaßrandes 42 in Abhängigkeit von den aero-

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oder hydrodynamischen Eigenschaften der Mischung und den Betriebsbedingungen ausgebildet·

Darüber hinaus ist die Ausbildung der Schaufeln 39 derart, daß sie die Bahnen der verbleibenden schweren Phasen gegen den Umfang kanalisieren, wo die vorgenannten Schaufeln 39 offen sind.

Die vorstehenden Ausführungen aeigen, daß die aero- oder hydrodynamische Strömung der Mischung durch den Apparat zwischen Eintritt und Austritt eine zunehmende Veränderung der Geschwindigkeit erfährt; es bildet sich daher ganz natürlich im Innern des liotors 4 eine Entspannung und infolgedessen ein Absinken der Temperatur, was dazu ausgenutzt werden kann, eine Dampfphase im Zuge der Trennung zu kondensieren.

Die Erfindung wird durch die Ausführungsbeispiele und die im vorstehenden im einzelnen dargestellten und beschriebenen Bauarten nicht beschränkt, denn verschiedene Abänderungen können, ohne den Rahmen zu verlassen_? ausgeführt werden.

Das Verfahren und die Vorrichtung, die Gegenstand der Erfindung sind, sind zur Trennung der Phasen irgendwelchen Zuständen in einem Gemisch verwendbar«

Insbesondere sind sie anwendbar auf die Beseitigung öligen liebeis, wie er bei Werkzeugmaschinen, Pressen, gewissen Öfen füx" die thermische Behandlung auftritt, bei der Beseitigung des Lösungsmitteinebelo bei Einbrenne!'en oder beispielsweise bei Stationen zur Herstellung plastischer Überzüge, zur Beseitigung wässeriger Kebel, die eventuell mit Lauge oder anderen giftigen Produkten versetzt sind, zur äußerst gründ-

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liehen Waschung staubigen Gases mit einer geringen Menge Wasser u. dgl., zur Extraktion leichter flüssiger Verschniutzungsspuren in v/ässerigen Phasen, wie die zurückbleibenden Wässer der Erdölraffinerien, zur äußerst gründlichen Klärung flüssiger Phasen, die mit schweren Verschmutzungen versetzt sind, u· dgl·

Claims

58 326/26 - 25 - Erf ΐηάυ,η.ς запз pruch

1· Verfahren zur zentrifugalen Trennung von Phasenzuständen in einer Mischung, gekennzeichnet dadurch, daß die IJtL-schung mit einer höheren Winkelgeschwindigkeit in Rotation versetzt wird als die eines Rotors (4), den die Mischung durchströmen muß, daß die Mischung in eine Vielzahl von Strömungsfäden (19) aufgeteilt wird, die längs schraubenförmiger Bahnen den Rotor (4) mit einer Tangentialgeschwindigkeit durchströmen, die wesentlich größer ist als die des letzteren, daß die Strömungsfäden (19) durch schraubenförmige, dazwischen liegende, ruhende JPluidstreifen (20), die im Rotor (4) aufrecht erhalten werden, getrennt sind, daß die schwere oder die schweren Phasen, die aus den Strömungsfäden 19 durch das zentrifugale PeId derselben ausgestoßen v/erden, in den ruhenden Pluidstreifen (20) umfangen werden, daß die schwere oder die schweren Phasen, die in den ruhenden Fluidstreifen (20) umfangen sind, dem in letzteren herrschenden Zentrifugalfeld unterworfen v/erden, das wesentlich geringer ist als das in den Strömungsfäden (19)» die sich gegen den Uufang erstrecken, und daß die schwere oder die schweren Phasen, die sich in den ruhenden Pluidstreifen (20) fortbewegen, durch den Rotor (4) unterstützend geführt werden.

2, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Mischung einerseits für ihre Versetzung in zunehmende Rotation der positiven Wirkung des Rotors (4) unterworfen wird, andererseits einer axialen, stromabwärts gerichteten Saugwirkung oder einer strcmauf.varts gerichteten Druckwirkimg durch das System, so daß der stromaufwärts gerichtete Druckabfall, der daraus resultiert, in eine schraubenförmige Bewegung umgesetzt wird, deren TangentiaLkomponentc sich der Tangentialgeschwindigkeit des

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Rotors (4) überlagert und deren axiale Komponente den Ausstoß herbeiführt.

3· Verfahren nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die schraubenförmige Strömung der Mischung stromabwärts begradigt wird, um in eine völlig axiale Strömung umgesetzt zu werden, und daß die kinetische Rotationsenergie der behandelten Mischung wiedergewonnen wird, um den Rotor (4) in Rotation zu versetzen und so die durch diesen verbrauchte Leistung zu verringern·

4· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Punkte 1 bis 3> gekennzeichnet dadurch, daß sie, koaxial angeordnet und in einem festen Gehäuse (1) in Umdrehung versetzbar, enthält: eine erste Vorrichtung bestehend aus einem stromaufwärts gerichteten Druckabfall erzeugenden Ventilator (2), einem Kompressor oder einer Pumpe, eine zweite Vorrichtung, bestehend aus einem drehbaren, den aus der Wirkung der ersten Vorrichtung resultierenden Druckabfall des stromaufwärts gerichteten Druckes in eine Rotationsgeschwindigkeit der I&Lschung, die sich im selben Sinne der tatsächlichen Rotationsgeschwindigkeit des Verteilers hinzufügt, umsetzenden Verteiler ( 5)ι und einer dritten Vorrichtung, die unterhalb der zweiten angeordnet ist und aus einem Rotor (4) besteht, der die Strömungsfäden (19) wenigstens auf einem Teil ihres Durchlaufes lenkende und kanalisierende Führungselemente sowie die ruhenden Pluidstreifen (20) umschliessende und die schwere Phase oder die schweren Phasen aufnehmende Pangelemente und wie alles zur Verhinderung des Entweichens der schweren Phase oder der schweren Phasen zu den Strömungsfäden (19) beitragende, wirkungsvoll an der Abführung dieser schweren Phase bzw. Phasen gegen den äußeren Umfang teilnehmende Leitungselemente aufweist.

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5. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß sie in gleicher Weise unterhalb derdritten Vorrichtung bzw«, des Rotors (4), wenn тал den Mischungsfluß betrachtet, eine vierte Vorrichtung umfaßt, bestehend aus einer Arbeitsturbine (3)» deren Profil dieser besonderen schraubenförmigen Strömung angepaßt ist, damit diese im v/esentliehen axial wird, und die in gleicher Weise die restlichen Spuren der schweren Phase zum Umfang bringende Schaufeln (39) besitzt.

6. Vorrichtung nach Punkt 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß wenigstens einige dieser Vorrichtungen Ventilator (2), Arbeitsturbine (3), Rotor (4), Verteiler (5) über eine Welle (6) miteinander gekoppelt und mit einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung für die Dreh* bewegung verbunden sind·

7. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß deren dritte Vorrichtung bzw. der Rotor (4) wenigstens zwei koaxiale drehbare kreisförmige Platten (13) aufweist, die im Abstand voneinander angeordnet sind und Ausnehmungen (15) begrenzen, die sich von der Mitte gegen den Umfang erstrecken und durch volle Teile (16) voneinander getrennt sind, wad im Grundriß eine kreisförmige Platte (13) zur folgenden im Winkel versetzt ist, wobei freie Händer (17) bzw, Randleisten (18) der Ausnehmungen (15) des Rotors (4) die Einhüllenden der schraubenförmigen, vielfachen Strömungsfäden (19) und gleichzeitig die der ruhenden Pluidstreifen (20), die sie voneinander trennen, definieren und daß die winkelige Versetzung der kreisförmigen Platten (13), der Abstand derselben und auch die Porm und die Abmessungen d er Ausnehmungen so gewählt sind, daß sie die relative Neigung ((Q der Strömungsfäden (19), d. h. ihre relative iieigung zuifl Rotor (4)₅ wenn er rotiert und damit

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das Trennungsvermögen und den Ausstoß der Einrichtung bestimmen.

8* Vorrichtung nach Punkt 71 gekennzeichnet dadurch, daß vorstehende Elemente, wie Randleisten (18, 25; 18a, 25a; 18b, 25b), Hippen (26, 27) oder andere an sich bekannte, mit den vollen Teilen (16) einstückig verbunden sind und ausschließlich in den ruhenden Fluidstreifen (20) ragende, einerseits diese an den Rändern der Strömungsfäden (19) einfangende und andererseits die schv/ere Phase oder die schweren Phasen, die aus letzteren in die vorgenannten ruhenden Pluidstreifen (20) entweichen, abzugrenzende und sie wirkungsvoll gegen den Umfang führende Vorsprünge bilden.

9· Vorrichtung nach Punkt 7 oder 8, gekennzeichnet dadurch, daß, um die Länge des im wesentlichen radialen Weges der schweren Phase oder der schweren Phasen in den schraubenförmigen Strömungsfäden (19) zu reduzieren, die Ausnehmungen, z. B, trapezförmige Fenster (28, 29), gegenüber dem Halbmesser geneigt sind, und daß diese Neigung und die Breite dieser Ausnehmungen so gewählt sind, daß sie die Sammelzeit der schweren Phase bzw, Phasen bestimmen.

10· Vorrichtung nach einem der Punkte 7 bis 9_t gekennzeichnet dadurch, daß die Ausnehmungen, wie z. B. Spalten (31) oder trapezförmige Fenster (32), auf ein und derselben kreisförmigen Platte (13) in mehreren ringförmigen Bereichen (33 bis 36), die die Verteilungsdichte vergleichmäßigen und so die Sammelzeit für die schwere Phase oder die schweren Phasen durch die benachbarten ruhenden Pluidstreifen (20) verkürzen, gegebenenfalls mit teilweiser Überdeckung angeordnet sind.

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11. Vorrichtung nach Punkt 10, gekennzeichnet dadurch, daß jede Ausnehmung, wie z. B. Spalten (31) oder trapezförmige Fenster (32) wenigstens eine seitliche Randleiste (38), die von einem zentralen Ablenkblech (37) verlängert wird, als der V.'iederzusammensetzung einer Suspension der schweren Phase bzw.

Phasen in den Strömungsfäden (19), d ie sich in den Bündeln der ruhenden Fluidstreifen (20) gegen den timfang bewegen, welche sich zwischen der lutte und dera äußeren Rand der entsprechenden kreisförmigen Platte (13) erstrecken, entgegenwirkendes, vorstehendes Element aufweist.

12e Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Spalten (31) von einem Bereich zum folgenden derselben kreisförmigen Platte (13) eine im wesentlichen konstante Breite und einen im wesentlichen konstanten Abstand aufweisen.

13» Vorrichtung nach Punkt 11, gekennzeichnet dadurch, daß die trapezförnigen Fenster (32) von einem Bereich zum folgenden Bereich derselben kreisförmigen Platte (13) hintereinander auf gemeinsamen Radien liegen und die Breite und der mittlere Abstand der trapezförmigen Fenster (32) von einem Bereich zum anderen von der Mitte gegen den bmfang zunehmen.

14· Vorrichtung nach Funkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der Verteiler (5) wenigstens zwdi rotierende, kreisförmige Platten (13) aufweist, die -voneinander distanziert sind und Ausnelunungen (15) begrenzen, die sich von der bütte gegen den Umfang erstrecken und die auf jeder kreisförmigen Platte (1?) durch volle Teile (16) voneinander getrennt sind^ und im Grundriß gesehen eine kreisförmige Platte (13) gegenüber der folgenden

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winkelmäßig versetzt ist, wobei die Ausnehmungen (15) des Verteilers (5) jeweils durch eine einzige Randleiste (18; 18a; 18b; 25; 25a; 25b) oder Schaufelfläche begrenzt sind, die auf der nach aufwärts zeigenden Fläche des vollen Teiles (16) einen Vorsprung bildet, wenn man die Strömungsrichtung der Mischung betrachtet bzw. nach hinten, wenn man die Drehrichtung der kreisförmigen Platten (13) betrachtet oder in gleicher Weise auf der nach unten gerichteten Fläche und vorn.

15© Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß der rotierende Verteiler (5) wenigstens eine rotierende kreisförmige Platte (13) aufweist, die Ausnehmungen (15) begrenzt, die voneinander durch volle Teile (16) getrennt sind, wobei die Ausnehmungen (15) des Verteilers (5) jeweils durch zwei Randleisten (18; 18a; 18b; 25; 25a; 25b) oder Schaufelflächen begrenzt sind,die aufwärts hinten und abwärts vorn Vorsprünge bilden bzw. beiderseits, wenn man die Strömung der Mischung betrachtet.

16» Vorrichtung nach Punkt 14 oder 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Randleisten (18; 18a; 18b; 25; 25a; 25b) oder Schaufelflächen im wesentlichen senkrecht auf der kreisförmigen Platte (13) stehen, der sie angehören.

17· Vorrichtung nach Punkt 14 oder 15, gekennzeichnet dadurch, daß die Randleisten (18; 18a; 18b; 25; 25a; 25b) oder. Schaufelflächen im wesentlichen relativ zum Rotor (4) entsprechend der gewählten Neigung der Strömung in den Strömungsfäden (19) geneigt sind.

18. Vorrichtung nach Punkt 4, gekennzeichnet dadurch, daß die zweite Vorrichtung oder der rotierende Verteiler (5) ein Pulsator ist, bestehend aus einer Mehrzahl von

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Schaufeln (21), die von der Mitte gegen den Umfang gerichtet sind und deren Höhlung (23) sich nach abwärts richtet, wenn man die Strömung der Mischung betrachtet, und ein Ablauf rand (22) j.eder Schaufel (21) im wesentlichen mit der gewählten Neigung der Strömung in den Strömungsfäden (19) relativ zum Rotor ( 4) geneigt ist·

19· Vorrichtung, nach Punkt 18, gekennzeichnet dadurch, daß die Ablaufränder (22) der Schaufeln (21) mit der kreisförmigen Platte (13) einstückig verbunden sind, die mit dem Rotor (4) gekuppelt ist, und die die Ausnehmungen (15) der kreisförmigen Scheibe (13) nach hinten begrenzen, wenn man die Drehrichtung des Rotors (4) betrachtet.

20. Vorrichtung nach Punkt 5_} gekennzeichnet dadurch, daß die Arbeitsturbine (3) eine Vielzahl von Schaufeln (39) aufv/eist, die vom Zentrum gegen den Umfang orientiert sind und deren Höhlung (40) sich nach aufwärts öffnet, wenn man die Strömung (E) der Mischung betrachtet, und ein Einlaufrand (41) jeder Schaufel (39) im wesentlichen entsprechend der gewählten leigung der Strömung in den Strömungsfäden (19) relativ zum Rotor (4) geneigt ist.

21. Vorrichtung nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß die Einlaufränder (41) der Schaufeln (39) einstückig mit der letzten abv/ärts liegenden kreisförmigen Platte (13) des Rotors (4), wenn man den Strömungsfluß der Mischung betrachtet, verbunden sind, und die Ausnehmungen (15) der kreisförmigen Platte (13) nach unten begrenzen, wenn man die Rotation des Rotors (4) betrachtet.

22. Vorrichtung nach einem der Punkte 4 bis 21, gekennzeichnet dadurch, daß ebor.e und senkrecht zur Rotationsachse stehende kreisförmige Platten (13) vorgesehen sindo

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23· Vorrichtung nach einem der Punkte 4 bis 21, gekennzeichnet dadurch, daß kegelstumpfförmige Platten (14) vorgesehen sind, die im Strömungsfluß der Mischung nach abwärts gerichtet sind.

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