DE1175613B - Scheibenkolonne fuer eine Misch- und Trennzentrifuge - Google Patents

Description

BUNDESREPTjBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: B 04 b

Deutsche Kl.: 82 b-17

Nummer: 1175 613

Aktenzeichen: P 30063III / 82 b

Anmeldetag: 21. August 1962

Auslegetag: 6. August 1964

Die Erfindung bezieht sich auf eine Scheibenkolonne für eine Misch- und Trennzentrifuge zum Austausch von Stoffen im Gegenstrom mit in der Schleudertrommel auf radialen Trägern austauschbar im Abstand voneinander angeordneten Scheiben, um die Tröpfchendispersion und Mischungsenergiecharakteristik innerhalb der Zentrifuge zu ändern und einzustellen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Verbesserungen der austauschbaren Scheibenkolonnen.

Eine wesentliche Voraussetzung für das erfolgreiche Arbeiten der Misch- und Trennzentrifugen mit Vollmantel-Schleudertrommel besteht darin, daß die Fluida in Tröpfchen aufgeteilt oder zerteilt werden, wenn sie die Schleudertrommel durchlaufen. Tröpfchendispersion ist wichtig, um die im Gegenstrom strömenden Fluida in enge Berührung miteinander zu bringen. Außerdem ist eine Steuerung, Einstellung oder Kontrolle des Charkters und der Ausdehnung der Tröpfchendispersion erwünscht, wozu eine Einrichtung zur Veränderung der Mischungsenergie in der Zentrifuge erforderlich ist. Für die Veränderung der Tröpfchendispersion und Mischungsenergie ist eine universal verwendbare Dispersion- und Mischungsvorrichtung erwünscht, welche für beliebige Arten solcher Austauschverfahren mit derartigen Zentrifugen geeignet ist.

Eine Einstellbarkeit und Veränderungsmöglichkeit ist bei diesen Zentrifugen dadurch möglich, daß eine größere Anzahl von vollständigen Scheibenkolonnen oder eine größere Anzahl von verschiedenen Einzelscheiben mit unterschiedlichen Form- und Ausnehmungsmustern vorrätig gehalten wird. Zweifellos ist es aber auch erwünscht, ein Maximum an Einstell- und Austauschbarkeit zu erreichen, ohne daß ein erheblicher Aufwand an unterschiedlichen Teilen dazu notwendig wird.

Erfindungsgemäß wird diesem Wunsch nach weitgehender Veränderung der Scheibenkolonnencharakteristik dadurch Rechnung getragen, daß die Scheibenkolonne der eingangs genannten Art aus auf dem radialen Träger im Abstand voneinander angeordneten Scheibensätzen besteht, deren Scheiben hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und/oder der von ihnen gebildeten Durchlaßöffnungquerschnitte veränderbar ausgebildet sind.

Dadurch wird für jeden jeweils auftretenden Fall und für jede beliebige Tröpfchendispersioncharakteristik eine vielfältige Einstellung oder Anpassung ohne zusätzliche Austauschteile geschaffen. Es wird nur ein einziger Satz von zusammenwirkenden Scheiben so einstellbar ausgebildet und angeordnet, Scheibenkolonne für eine Misch-
und Trennzentrifuge

Anmelder:

Wladzia Gajda Pidbielniak, Chicago, JIl.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. A. Berglein, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 49

Als Erfinder benannt:

Wladzia Gajda Podbielniak, Chicago, JIl.

(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 27. November 1961

(155 111)

daß er große Veränderungsmöglichkeiten in Größe, Zahl und/oder Mustern von Durchtrittöffnungen in den Scheiben zuläßt.

Erfindungsgemäß wird eine Scheibenkolonne vorgesehen, welche eine Mehrzahl von Scheibensätzen enthält, von denen jeder zwei mit Durchtrittöffnungen versehene Scheiben umfaßt, die in Umfangrichtung in ihrer Lage zueinander verstellbar ausgebildet sind.

Dabei weist der radiale stangenartige Träger für die Scheiben einen polygonalen Querschnitt auf, der zumindest an einer polygonalen Seitenwand mit der Form und der Größe der zentralen Öffnungen der auf ihm sitzenden Scheiben übereinstimmt, um die Verstellung der Scheiben zueinander durch Umstekken herbeizuführen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung der Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine Ausführungsform einer Misch- und Trennzentrifuge mit erfindungsgemäß ausgebildeten austauschbaren Scheibenkolonnen im vertikalen Längsmittelschnitt,

F i g. 2 eine Ausführungsform einer Scheibenkolonne in vergrößertem vertikalem Längsmittelschnitt, Fig. 3 ein Scheibenpaar eines Scheibensatzes, deren Durchtrittöffnungen übereinstimmen, in Draufsicht,

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Fig. 4 das gleiche Scheibenpaar eines Scheibensatzes wie in F i g. 3 mit teilweise sich überdeckenden Durchtrittöffnungen, in Draufsicht,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform eines Scheibenpaares im Querschnitt.

Mit 10 ist eine Misch- und Trennzentrifuge mit erfindungsgemäß ausgebildeten Scheibenkolonnen bezeichnet. Sie weist eine Trommelwelle 12 auf, die in dem Zentrifugengestell 14 drehbar gelagert ist und die mit ihr starr verbundene Schleudertrommel 16 ι ο trägt. Die Schleudertrommel 16 ist von einem abnehmbaren Gehäuse 17 umgeben.

In der Trommelwelle 12 sind Kanäle 18 und 20 vorgesehen, um der Schleudertrommel 16 schwerere Flüssigkeit zuzuführen und aus ihr leichtere Flüssigkeit abzuleiten. Entsprechend sind Kanäle 22 und 24 vorgesehen, um die leichtere Flüssigkeit unter Druck der Schleudertrommel 16 zuzuführen und die schwere Flüssigkeit von dort zu entfernen.

In Verbindung mit den Abflußkanälen 24 für die schwerere Flüssigkeit sind zwischen den Überlaufscheiben 28 und den Endplatten 30 der Schleudertrommel 16 Kanäle 26 vorgesehen.

Eine Anzahl von konzentrischen Trennwänden 32 ist an den Überlaufscheiben 28 angeordnet. Die Trennwände 32 sind im wesentlichen über ihre ganze Ausdehnung geschlossen ausgeführt und weisen nur in radialer Richtung reihenweise angeordnete Löcher zur Bildung von radialen Hohlräumen 34, 36, 38, 40 für die Aufnahme von Scheibenkolonnen auf. Der Abstand der Trennwände 32 nimmt mit zunehmendem radialem Abstand von der Trommelwelle 12 zu. Der Abstand kann aber auch gleichbleibend oder nach außen abnehmend ausgeführt sein.

In jedem der Hohlräume 34, 36, 38, 40 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Scheibenkolonne 42 vorgesehen. Die Scheibenkolonne besteht aus einem radialen stangenförmigen Träger 44 mit einer Gewindezapfenverlängerung 43, welche in eine radiale Gewindebohrung der Trommelwelle 12 eingeschraubt wird. Wichtig ist, daß der stangenartige Träger 44 einen polygonalen Querschnitt aufweist. In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel ist er achteckig gestaltet (Fig. 3 und 4), es können aber auch andere polygonale Querschnittformen zur Anwendung kornmen.

Auf dem Träger 44 sind mehrere Scheibensätze 45 angeordnet. Gemäß F i g. 2 bis 4 besteht jeder Scheibensatz 45 aus einer Kopfscheibe 46 und einer Bodenscheibe 48, die dicht aneinander liegen. Alle Scheiben sind mit einer zentralen Öffnung 50 versehen, die mit dem polygonalen Querschnitt des Trägers 44 übereinstimmt und durch weiche der stangenartige Träger 44 hindurchgeführt ist, um die Scheiben 46, 48 in ihrer eingestellten Lage zueinander zu halten und zu sichern. Die Scheiben 46, 48 sind mit einer Mehrzahl von öffnungen 49 versehen. Zwischen den einzelnen benachbarten Scheibensätzen 45 sind auf dem Träger 44 Distanzstücke 52 abnehmbar angeordnet, die im Querschnitt ebenfalls polygonal oder hülsenförmig sein können. An den Enden der Träger 44 sind Muttern 54 und 56 zum Zusammenhalten der Scheibensätze 46, 48 und der Distanzstücke 52 angeordnet.

Wie aus Fig. 3 und 4 ersichtlich, paßt der polygonale stabförmige Träger 44 mit den zentralen Löchern in den Scheiben 46, 48 der Scheibensätze genau überein, um so Einstellmittel oder Feststellmittel der Scheibensätze 45 und auch der Scheiben 46, 48 eines jeden Scheibensatzes 45 untereinander bzw. zueinander zu bilden.

So zeigt Fig. 3 einen Scheibensatz45, dessen Scheiben 46, 48 mit ihren Öffnungen 49 genau übereinstimmen, um einen maximalen Durchtrittquerschnitt dieses Scheibensatzes zu ergeben.

F i g. 4 zeigt einen Scheibensatz 45, dessen Scheiben 46, 48 etwas versetzt zueinander angeordnet sind. Durch die Drehung der Scheiben 46, 48 zueinander wird der von ihren Öffnungen 49 gebildete Durchtrittquerschnitt reduziert, so daß der Gesamtdurchtrittquerschnitt dieses Scheibensatzes verringert ist.

In gleicher Weise können die Scheiben 46, 48 jedes Scheibensatzes 45 so zueinander eingestellt werden, daß sie jede gewünschte Perforationsfläche ergeben. Die Scheiben 46, 48 können mit übereinstimmenden öffnungen 49 oder mit solchen unterschiedlicher Größe, Gestalt und Anordnung versehen werden.

Entsprechend können auch die Öffnungen 49 so angeordnet werden, daß die Scheiben 46, 48 einander überdecken, so daß der Scheibensatz 45 vollkommen geschlossen ist, d. h. keine Durchtrittöffnungen aufweist.

Zur Sicherung der Einstellung der Scheibenkolonne 42 sowie zum Einsetzen oder Herausnehmen aus der Schleudertrommel 16 ist die Trommelwand mit kreisrunden Öffnungen 58 gegenüber jeder Ausnehmung 34, 36, 38, 40 versehen, in welche, wie in Fig. 1 gezeigt, Gewindestopfen eingeschraubt sind, die sich gegen das äußere Ende des stangenförmigen Trägers 44 legen, um die zugehörige Scheibenkolonne 42 in der Schleudertrommel 16 festzulegen. Dabei wirkt die Gewindezapfenverlängerung 43 am inneren Ende des Trägers 44 entsprechend unterstützend mit.

Eine andere Ausführungsform der Scheibensätze 45 ist in F i g. 5 dargestellt. Hier sind die Scheibensätze 45a mit einem Paar zusammenwirkender Scheiben 46a und 48a ausgerüstet, die mit öffnungen 49a versehen sind. Darüber hinaus weist die Scheibe 46a an ihrer Oberseite und die Scheibe 48a an ihrer Unterseite noch Vorsprünge 62 auf. Diese Vorsprünge dienen zur weiteren Zerteilung und Dispersion der an ihnen entlang strömenden Flüssigkeiten.

Die doppelte Dicke jedes Scheibensatzes kompensiert irgendwelche Variationen in der Bogenform der einzelnen Trennwände 32, so daß die Scheibensätze 45 genau die Löcherreihen in den Trennwänden ausfüllen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Scheibenkolonne für eine Misch- und Trennzentrifuge zum Austausch von Stoffen im Gegenstrom mit in der Schleudertrommel auf radialen Trägern austauschbar im Abstand voneinander angeordneten Scheiben, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenkolonne (45) aus auf dem radialen Träger (44) im Abstand voneinander angeordneten Scheibensätzen (46, 48) besteht, deren Scheiben hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und/oder der von ihnen gebildeten Durchlaßöffnungsquerschnitte veränderbar ausgebildet sind.

2. Scheibenkolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibensätze (45) aus je zwei mit Durchtrittöffnungen (49) versehenen

Scheiben (46, 48) bestehen, die in Umfangrichtung in ihrer Lage zueinander verstellbar ausgebildet sind.

3. Scheibenkolonne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale stangenartige Träger (44) einen polygonalen Querschnitt aufweist, der zumindest an einer polygonalen Seitenwand mit der Form und der Größe der zentralen Öffnungen (50) der auf ihm sitzenden Scheiben (46, 48) übereinstimmt, um die Verstellung der Scheiben zueinander durch Umstecken herbeizuführen.

4. Scheibenkolonne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (46, 48) als ebene, kreisrunde Platten ausgeführt sind.

5. Scheibenkolonne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (46, 48) an ihren nicht miteinander in Berührung stehenden Außenflächen mit radialen Vorsprüngen (62) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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