DE632354C

DE632354C - Centrifugal machine for separating fine solid particles from viscous liquids

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Publication number: DE632354C
Application number: DEB156544D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-07-12
Filing date: 1932-07-13
Publication date: 1936-07-06

Description

Schleudermaschine zum Ausscheiden von feinen festen Teilchen aus viskosen Flüssigkeiten Die Erfindung betrifft eine Schleudermaschine. zum Abscheiden von feinen festen Teilchen aus viskosen Flüssigkeiten, wie z. B. des Rußes und anderer fester Verunreinigungen aus müden Ölen von Verbrennungsmotoren. Die zum Scheiden von Flüssigkeiten verschiedenen spezifischen Gewichtes geeigneten fortlaufend arbeitenden Schälschleudern können für das Ausscheiden von dispersen festenTeilchen mit möglichst wenig Flüssigkeit nicht verwendet werden. Auch die zum Ausscheiden von festen Bestandteilen gebräuchlichen selbstentleerenden Schleudern sind hierzu ungeeignet, weil bei einem geringen Unterschied in dem spezifischen Gewicht der dispersen Teilchen und der Flüssigkeit die unterschiedliche Fliehkraft verhältnismäßig gering ist.Centrifugal machine for separating fine solid particles from viscous ones Liquids The invention relates to a centrifugal machine. for separating fine solid particles of viscous liquids, such as. B. of soot and others solid contaminants from exhausted combustion engine oils. The one for parting continuous working of liquids of different specific gravity Peeler centrifuges can be used for the separation of disperse solid particles with as much as possible little liquid can not be used. Also those for the elimination of solid components Conventional self-draining centrifuges are unsuitable for this because one small difference in the specific gravity of the disperse particles and the Liquid the different centrifugal force is relatively low.

Die auf ein bestimmtes Teilchen wirkende Scheidekraft ist bekanntermaßen bei gleichbleibender Umlaufgeschwindigkeit proportional mit dem Unterschiede der spezifischen Gewichte der festen und flüssigen .Teile. Wenn dieser Unterschied gering ist, so ist auch die Scheidekraft verhältnismäßig gering.The force of separation acting on a particular particle is known with constant rotational speed proportional to the difference in the specific gravity of solid and liquid parts. If this difference is small is, the cutting force is also relatively low.

Für die Geschwindigkeit der Abscheidung der festen Teilchen aus der Flüssigkeit ist außer der Scheidekraft, der der Wanderung der Teilchen in der Flüssigkeit entgegengesetzte Widerstand und die Länge des Weges maßgebend, den die Teilchen bis zur Erreichung der Ablagerungsfläche zurückzulegen haben. Mit der Feinheit der Teilchen und der Viskosität der Flüssigkeit wächst infolge der verhältnismäßig großen Berührungsfläche zwischen den festen Teilchen und der Flüssigkeit der Flüssigkeitswiderstand, und die Trenngeschwindigkeit nimmt entsprechend ab. Hieraus ergibt sich also zunächst die Forderung, daß während der Trennung keine Flüssigkeitsströmung stattfinden darf. Schon aus diesem Grunde sind ununterbrochen arbeitende Schleudern, in denen sich die Flüssigkeit in Strömung befindet, für das Ausscheiden ganz feiner Dispersionen aus viskosen Flüssigkeiten unbrauchbar. In diesem Falle muß also die Schleudertrommel mit dem Schleudergut angefüllt und diese bei in bezug auf die Trommel ruhender Flüssigkeit bis zur vollständigen Ausscheidung des dispersen Teils geschleudert werden. Damit ist zwar die Möglichkeit der vollkommenen Abscheidung auch der feinsten Rußteilchen aus Schmierölen gegeben, doch würde es wegen der sehr geringen Trenngeschwindigkeit in einer gewöhnlichen einsatzlosen Schleudertrommel mit praktisch in Betracht kommenden Fassungsvermögen sehr lange dauern, bis der Ruß aus je einer Füllung der Trommel ausgeschleudert ist. Es muß demnach in an sich bekannter Weise die zu schleudernde Flüssigkeit mittels Einsätzen in dünne Schichten zerlegt werden, damit der Weg der Teilchen bis zur Abscheidung möglichst verkürzt wird. Es ist zwar bereits bekannt, Schleudertr.onirneln -zu ' diesem Zweck mit übereinandergestapelten, -nach oben kegelig erweiterten trichterförmigen Einsätzen aü@-zurüsten, zwischen denen sich der Schlamm ablagern sollte. Der ausgeschiedene Schlamm wurde bei dieser Einrichtung aber nicht in der Weise ausgetragen, daß eine solche Schleuder zum Abscheiden von feinsten Verunreinigungen dienen könnte.For the speed of separation of the solid particles from the Liquid is apart from the force of separation, that of the migration of particles in the liquid opposite resistance and the length of the path the particles take have to cover until they reach the deposit area. With the delicacy of Particles and the viscosity of the liquid grows as a result of the relatively large Contact surface between the solid particles and the liquid the liquid resistance, and the separation speed decreases accordingly. So this results first of all the requirement that no liquid flow may take place during the separation. For this reason alone there are continuously working slings, in which the liquid is in the flow, for the separation of very fine dispersions unusable from viscous liquids. In this case the centrifugal drum must be used filled with the material to be centrifuged and this with the liquid at rest in relation to the drum be centrifuged until the dispersed part is completely eliminated. In order to is the possibility of complete separation of even the finest soot particles given from lubricating oils, but it would because of the very low separation speed in an ordinary idle spin drum with practical ones Capacity take a long time to remove the soot from each filling of the drum is ejected. It must therefore be the one to be thrown in a manner known per se Liquid can be broken down into thin layers by means of inserts, so that the path of the Particles as short as possible until they are deposited will. It is true already known to knurl slingshots -for this purpose with stacked, -to @ to equip, between where the mud should be deposited. The excreted sludge was with this However, the device is not carried out in such a way that such a centrifugal separator can be used of the finest impurities.

Der ausgeschiedene Schlamm sollte nämlich durch Verschieben des Trommelmantels in der Achsenrichtung ausgetragen werden, wodurch zwischen dem Trommeldeckel und -mantel ein sich über den ganzen Umfang erstreckender Spalt hervorgerufen wurde. Bei dem hohen, für die Abscheidung feinster Teilchen erforderlichen Schleuderdruck ist es aber nicht möglich, einen derartig.- langen Spalt genügend abzudichten. Diese Schwierigkeiten sind durch die neue Schleudertrommel beseitigt, die es ermöglicht, die feinsten Suspensionen selbst aus sehr viskosen Flüssigkeiten mit größter Vollkommenheit und wirtschaftlich auszuscheiden.The separated sludge should namely be moved by moving the drum shell are discharged in the axial direction, whereby between the drum cover and -mantel a gap extending over the entire circumference was created. With the high centrifugal pressure required to separate the finest particles but it is not possible to seal such a long gap sufficiently. These Difficulties are eliminated by the new centrifugal drum, which makes it possible to the finest suspensions, even from very viscous liquids, with the greatest perfection and to be economically eliminated.

Gemäß der Erfindung ist der Trommelmantel mit einem über dem Boden des obersten Trichtereinsatzes mündende Füllkanäle aufweisenden Deckel dicht verschlossen und erweitert sich ebenso wie die Trichtereinsätze nach oben kegelig und ist an seiner höchsten Stelle mit einem Kranz von Schlammentleerungsventilen ausgerüstet, während die unteren engen Öffnungen der Trichtereinsätze in einen den Trommelboden durchdringenden Flüssigkeitsaustrittskanal münden.According to the invention, the drum shell is provided with one above the floor the uppermost funnel insert opening filling channels having lid tightly closed and, like the funnel inserts, widens conically upwards and is on equipped with a ring of sludge discharge valves at its highest point, while the lower narrow openings of the funnel inserts into the bottom of the drum open penetrating liquid outlet channel.

Es ist an sich bekannt, den Mantel einer Schleudertrommel nach unten kegelig erweitert auszubilden und an der weitesten Stelle einen Kranz von durch Ventile abgeschlossenen Austrittsöffnungen vorzusehen.It is known per se to down the jacket of a centrifugal drum conically expanded to form and at the widest point a wreath of through Provide closed outlet openings for valves.

In Abb. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Schleudertrommel in lotrechtem Schnitt dargestellt, während Abb. z einen Querschnitt gemäß der Linie A-B der Abb. i veranschaulicht.In Fig. I of the drawing is an embodiment of the new centrifugal drum shown in vertical section, while Fig. z shows a cross section according to the line A-B of Fig. I illustrates.

In der mit einem dicht festgeschraubte Deckel a,_ verschlossenen Schleudertrommel a sind nach oben erweiterte trichterförmige kegelige Einsätze b unter Zwischenschaltung von durchbrochenen Abstandsringen auf die mit Längsnuten versehene Welle h aufgereiht.In the centrifugal drum closed with a tightly screwed lid a, _ a are funnel-shaped, tapered inserts b with the interposition of an upwardly extended lined up by perforated spacer rings on the shaft h provided with longitudinal grooves.

Der Trommelmantel a ist nach oben kegelig erweitert und am größten Umfang mit einer Anzahl kranzförmig angeordneten, durch j e ein besonderes Ventil- absperrbaren Entleerungsöffnungen d ausgerüstet. Die Ventile sind gemäß der Zeichnung im Deckel ai untergebracht. Der obere Durchmesser der Einsätze b wächst zweckmäßig vom untersten gegen den obersten Einsatztrichter nach Maßgabe der Erweiterung des Trommelmantels an, so daß die Weite des Spaltes der zwischen dem Mündungsrand der Einsatztrichter '-und dem Mantel frei zu lassen ist für sämtliche Trichter gleichbleibt.The drum shell a is conically widened towards the top and is largest Circumference with a number of arranged in a wreath, each with a special valve lockable drainage openings d equipped. The valves are according to the drawing housed in the lid ai. The upper diameter of the inserts b grows expediently from the lowest to the uppermost insert funnel according to the expansion of the Drum shell on, so that the width of the gap between the mouth edge of the Leaving the insert funnel and the jacket free is the same for all funnels.

' Der Deckel enthält im oberen Lagerzapfen den Einfüllkanal f für die zu reinigende Flüssigkeit, der durch seitlich abgezweigte Kanäle f,. in dem Raum zwischen den obersten Einsatztrichter und dem Deckel mündet. Den Boden der Trommel durchbricht das Ende g des durch die Längsnuten der- Welle h gebildeten Flüssigkeitsaustrittskanals, in den die unteren schmalen Enden der Einsatztrichter münden.'' The cover contains the filling channel f for in the upper bearing journal the liquid to be cleaned, which through laterally branched channels f ,. by doing Space between the uppermost insert funnel and the lid opens. The bottom of the Drum breaks through the end g of the shaft h formed by the longitudinal grooves Liquid outlet channel into which the lower narrow ends of the insert funnel flow out.

Die von den suspendierten festen Teilchen zu reinigende Flüssigkeit wird bei geschlossenen Ventilen d durch den Hohlzapfen f in die gedrehte Schleudertrommel gespeist und gelangt durch die Kanäle f, in den obersten Einsatztrichter b, steigt dessen Wandung entlang und wird über den Rand des Einsatztrichters gegen den Trommelmantel geschleudert, so daß die "zu schleudernde Flüssigkeit am größten Halbmesser des Trommelmantels in den Spalt zwischen diesen letzteren und den Einsatztrichterstapel gespeist wird. Mit Rücksicht darauf, daß die Länge der Trommel ein Mehrfaches des Trommeldurchmessers beträgt, nimmt- die Oberfläche der geschleuderten Flüssigkeit bei den in Betracht kommenden hohen Drehzahlen die Gestalt eines sehr steilen Rotationsparaboloids an, welches mit Ausnahme des dem Trommelböden zunächstliegenden tiefsten Abschnittes nahezu parallel mit dem kegeligen Trommelmantel verläuft. Es lagert sich also auf den Trommelmantel zunächst, außer den hier gleich ausgeschiedenen gröbsten festen Stoffen, eine Flüssigkeitsschicht von nahezu gleichmäßiger Stärke an, die bei weiterer Flüssigkeitszufuhr vom Mantel gegen die Welle zu allmählich wächst und vom Außenumfang zwischen die Einsatztrichter dringt. Die eigentlich parabolische, aber praktisch annähernd zylindrische freie Oberfläche der dem Trommelmantel aufgelagerten Flüssig= keitsschicht dringt bei fortgesetzter Flüssigkeitszufuhr allmählich bis zu den Abstandsringen zwischen den Einsatztrichtern vor. Bei weiterer Zufuhr tritt die Flüssigkeit durch die Öffnungen der Abstandsringe in die Längsnuten der Welle lt über und fließt durch diese zur Ausflußmündung g. Infolge der Schleuderwirkung trachten die suspendierten Teilchen der im Spalt zwischen dem Einsatzstapel und dem Trommelmantel befindlichenFlüssigkeit gegen denTrommelmantel und in der Flüssigkeit innerhalb der Spalte zwischen je zwei Einsatztrichter gegen die Innenfläche des jeweils äußeren Einsatztrichters zu wandern. Ist die Feinheit der suspendierten' Teilchen und die Viskosität der Flüssigkeit sowie der Gehalt der Flüssigkeit an fester Suspension nicht zu groß und der Unterschied im spezifischen Gewicht der dispersen Teilchen und der Flüssigkeit nicht zu klein, so wird ein geringerer oder größerer Teil der suspendierten Stoffe an den kegeligen Wänden ausgeschieden. Werden bezüglich der Vollkommenheit der Ausscheidung der suspendierten Teilchen keine allzu hohen Anforderungen gestellt, so kann man die zu verarbeitende Flüssigkeit nach Anfüllen der Trommel bei f fortlaufend zufließen und die mehr oder weniger gereinigte Flüssigkeit bei g fortlaufend ausfließen lassen, so lange, bis die zum Flüssigkeitsdurchtritt erforderlichen Spalte durch den ausgeschiedenen Schlamm nicht versperrt sind.The liquid to be cleaned from the suspended solid particles is fed with closed valves d through the hollow pin f into the rotated centrifugal drum and passes through the channels f into the uppermost insert funnel b, rises along its wall and is over the edge of the insert funnel against the drum shell centrifuged, so that the "liquid to be thrown at the largest radius of the drum shell is fed into the gap between the latter and the stack of insert funnels. In view of the fact that the length of the drum is a multiple of the drum diameter, the surface area of the thrown liquid at the The high speeds in question take the form of a very steep paraboloid of revolution which, with the exception of the lowest section closest to the drum base, runs almost parallel to the conical drum shell solid matter, a liquid layer of almost uniform thickness, which gradually grows with further liquid supply from the jacket against the shaft and penetrates from the outer circumference between the insert funnel. The actually parabolic, but practically almost cylindrical free surface of the liquid layer superimposed on the drum shell gradually penetrates as far as the spacer rings between the insert funnels as the liquid supply continues. Upon further supply, the liquid passes through the openings of the spacer rings into the longitudinal grooves of the shaft lt and flows through them to the outflow mouth g. As a result of the centrifugal effect, the suspended particles of the liquid located in the gap between the stack of inserts and the drum shell tend to migrate against the drum shell and in the liquid within the gaps between each two insert funnels against the inner surface of the respective outer insert funnel. If the fineness of the suspended particles and the viscosity of the liquid as well as the solid suspension content of the liquid are not too great and the difference in the specific gravity of the dispersed particles and the liquid is not too small, a smaller or larger part of the suspended substances will be absorbed the conical walls excreted. If the requirements regarding the perfection of the excretion of the suspended particles are not too high, the liquid to be processed can be continuously fed in at f after filling the drum and the more or less purified liquid can be allowed to flow out continuously at g until the liquid passes through required gaps are not blocked by the excreted sludge.

Je langsamer die Trennung stattfindet und je vollkommener die Flüssigkeit gereinigt werden soll, um so langsamer darf man die Flüssigkeit durch die Schleudertrommel strömen lassen. Bei sehr feinen Dispersionen in stark viskosen Flüssigkeiten, insbesondere bei weitgehender Reinigung müder Schmieröle-von Verbrennungsmotoren, soll die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit in der Trommel während des Schleuderns möglichst Null sein, damit die Trennung nicht gestört wird. Die Flüssigkeitszufuhr bei f wird deshalb eingestellt, wenn die Trommel während des Drehens mit der Schleudergeschwindigkeit so weit gefüllt ist, daß bei g Flüssig= keit auszutreten beginnt. Während des Anfüllens derTrommel werden wegen der Kürze der Zeit und wegen der Strömung der Flüssigkeit sich nur etwaige gröbere Verunreinigungen sofort abscheiden, aber es findet praktisch keine Trennung der feinen Suspension statt. Diese beginnt erst nach Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr, wenn die mit der Schleudertrommel umlaufende Flüssigkeit in bezug auf diese als ruhend betrachtet werden kann. Die in der Flüssigkeit suspendierten Teilchen können nun trotz ihrer verhältnismäßig geringen Geschwindigkeit ungestört in radialer Richturig wandern. Da die radiale Breite des. Spaltes zwischen der Umhüllungsfläche des Einsatztrichterstapels und der Mantelfläche der Trommel sowie die in radialer Richtung gemessene Breite der Spalte zwischen den einzelnen Einsatztrichtern verhältnismäßig sehr klein ist, so werden die auszuscheidenden festen Teilchen bereits nach Zurücklegung einer verhältnismäßig kurzen radialen Strecke, also in verhältnismäßig kurzer Zeit, an eine Wand treffen, an der sie sich ansetzen können, und bleiben auch während des weiteren Schleuderns an den Wänden der Trichtereinsätze sowie an dem Trommelmantel haften. Nachdem man die Trommel genügend lange laufen gelassen hat, daß man auf Grund von früheren Versuchen annehmen kann, daß sich die Ausscheidung der dispersen Teile mit dem geforderten Vollkommenheitsgrade vollzogen hat, vermindert man die Geschwindigkeit der Schleudertrommel allmählich bis zum vollständigen Stillstand. Dadurch kann die gereinigte Flüssigkeit aus der Trommel durch die Öffnungen der zwischen den Einsätzen befindlichen Abstandsringe und die Nuten der Welle 1a an der Öffnung g der Welle abfließen. Der ausgeschiedene Niederschlag bleibt weiter an den Wänden der Einsätze und des Trommelmantels haften. Öffnet man nun die Ventile d und läßt die Trommel wieder mit der Schleudergeschwindigkeit laufen, so wird der Schlamm von den Trichtereinsätzen in den flüssigkeitsfreien Raum zwischen dem Einsatzstapel und Trommelmantel hinausgeschleudert und sammelt sich auf diesen letzteren und steigt bei genügender Umlaufszahl gegen den Trommeldeckel a, Da die Ventile d nun offen sind, so kann der Schlamm durch die Ventile entweichen.The slower the separation takes place and the more perfect the liquid is to be cleaned, the slower you can pass the liquid through the centrifugal drum let flow. For very fine dispersions in highly viscous liquids, especially with extensive cleaning of tired lubricating oils from internal combustion engines, the flow velocity should be the liquid in the drum during spinning should be as zero as possible so the separation is not disturbed. The fluid supply at f is therefore stopped, when the drum is filled so far while spinning at the spin speed is that at g liquid begins to emerge. While filling the drum only because of the shortness of time and because of the flow of the liquid itself Separate any coarser impurities immediately, but practically none can be found Separation of the fine suspension takes place. This only begins after the interruption of the Liquid supply when the liquid circulating with the centrifugal drum is in with respect to this can be regarded as dormant. Those suspended in the liquid Particles can now, despite their relatively low speed, undisturbed wander in radial direction. Because the radial width of the gap between the envelope surface of the insert funnel stack and the outer surface of the drum as well as the radial Direction measured width of the gap between the individual funnels in proportion is very small, the solid particles to be separated out will already be after covering a relatively short radial distance, i.e. in a relatively short time, hit a wall to lean on and stay on during further spinning on the walls of the hopper inserts and on the drum shell be liable. After letting the drum run long enough to open Reason from earlier attempts can assume that the excretion of the disperse Has completed parts with the required degree of perfection, one diminishes the Spin speed gradually to a complete stop. This allows the cleaned liquid from the drum through the openings of the spacer rings located between the inserts and the grooves of the shaft 1a flow off the opening g of the shaft. The precipitate that has separated out remains Adhere to the walls of the inserts and the drum shell. Now open the valves d and lets the drum run again at the spin speed, then the Sludge from the hopper inserts into the liquid-free space between the stack of inserts and drum-mantle is thrown out and collects on the latter and rises with a sufficient number of revolutions against the drum cover a, since the valves d are now open the sludge can escape through the valves.

Das Verhalten des ausgeschiedenen Niederschlages, während des Schleuderns der Flüssigkeit an den kegeligen Wänden zu haften, beim Schleudern der von der Flüssigkeit entleerten Trommel jedoch den Entleerungsöffnungen der Schleudertrommel entgegenzustreben, ist dem Umstande zu verdanken, daß beim Schleudern in Gegenwart der Flüssigkeit die Fliehkraft zur Verschiebung des ausgeschiedenen Niederschlages außer der Arbeit der Überwindung der, Adhäsionskräfte auch noch die Verdrängungsarbeit gegenüber der unter nach außen steigendem Schleuderdruck stehenden Flüssigkeit leisten muß, welch letztere Arbeit aber beim Schleudern der flüssigkeitsleeren Trommel fortfällt, so daß die auf die an den Wänden haftenden Festteilchen wirkende Fliehkraft ungeschmälert zur Überwindung der Adhäsion verfügbar ist, wogegen in Gegenwart von Flüssigkeit bloß der nach Abzug des durch die Flüssigkeit erzeugten Auftriebes verbleibende Rest der Fliehkraft im Sinne der Verschiebung des Niederschlages wirkt.The behavior of the precipitated precipitate during centrifugation the liquid to adhere to the conical walls when the liquid is thrown out towards the emptied drum, however, towards the emptying openings of the centrifugal drum, is due to the fact that when spinning in the presence of the liquid the centrifugal force to move the precipitated precipitation other than work the overcoming of the adhesive forces also the work of displacement the liquid under increasing centrifugal pressure must perform, what the latter work is omitted when the drum is spun, which is empty of liquid, so that the centrifugal force acting on the solid particles adhering to the walls is undiminished is available to overcome adhesion, whereas in the presence of liquid only that which remains after the lift generated by the liquid has been subtracted The rest of the centrifugal force acts in the sense of shifting the precipitation.

Claims

PATENT APPLICATION: Centrifugal machine for separating fine solids Particles from viscous liquids, in which the centrifugal drum with stacked, Funnel inserts that are widened at the top and do not reach the drum wall is equipped, characterized in that the drum shell (a) with an over the bottom of the top one Funnel insert having opening filling channels Lid (a1) is closed and also widens conically upwards and Equipped at its highest point with a ring of sludge discharge valves (d) is, while the lower, narrow openings of the funnel inserts into the drum base penetrating liquid outlet channel (h) open.