DE102004016885B4

DE102004016885B4 - Centrifuge, has drum body with centrifuging spaces that extend radial from periphery of spaced into drum body, where spaces are moved into respective separating plate packets that are close to each other

Info

Publication number: DE102004016885B4
Application number: DE200410016885
Authority: DE
Inventors: Willi Dipl.-Ing. Niemberg
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2004-04-06
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: DE102004016885A1

Abstract

The centrifuge has a centrifugal drum (1) that rotates about a vertical rotating axis (D). A solid drum body (2) includes centrifuging spaces (12 - 15) that extend radially from periphery of spaces into the body. The spaces are moved into respective separating plate packets that are close to each other. Products are fed into the drum body through a feed pipe (5) and radial vertical channels.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a centrifuge according to the preamble of the claim 1.

Es ist seit langem bekannt, in Schleudertrommeln von Zentrifugen Trenntellerpakete aus einer Mehrzahl von in Richtung der Tellerachse axial übereinander liegenden Tellern anzuordnen, so von Separatoren mit vertikaler Drehachse oder – was sich bisher weniger durchgesetzt hat – aus dem Bereich der Vollmantelzentrifugen mit horizontaler Drehachse, aus dem es bekannt ist, einer Schnecke ein Trenntellerpaket nachzuschalten.It has long been known in spin drums of centrifuges Trenntellerpakete from a plurality of axially in the direction of the plate axis one above the other To arrange plates lying, so of separators with vertical Rotation axis or - what has been less successful - in the field of solid bowl centrifuges with horizontal axis of rotation, from which it is known, a snail downstream of a separator plate package.

Bei Separatoren mit vertikaler Drehachse erfolgt i.allg. entlang der Maschinenachse durch ein Zulaufrohr und diesem nachgeschaltete radiale Verteilerkanäle die Produktzufuhr in die Schleudertrommel, wo das Produkt in einen Tellerstapel aus i.allg. dicht zueinander angeordneten, relativ zueinander beabstandeten, konischen (Trenn-)Tellern eintritt. An den Trenntellern lagern sich schwerere Feststoffe i.allg. an der Unterseite ab und wandern zum Außenumfang des Tellerpakts, wohingegen die Flüssigkeit nach innen hin fließt (Zwei-Phasen-Flüssig-Fest-Separation).at Separators with vertical axis of rotation are i.allg. along the Machine axis through an inlet pipe and this downstream radial distribution channels the product feed into the centrifugal drum, where the product into a Plate stack of i.allg. arranged close to each other, relative spaced, conical (separating) plates enters. At the separator plates store heavier solids i.allg. at the Underside and migrate to the outer periphery of the plate pact, whereas the liquid is after flowing inside (Two-phase liquid-solid separation).

Insbesondere zur Flüssig-Flüssig-Fest-Trennung (Drei-Phasen-Flüssig-Fest-Separation) ist es bekannt, das Trenntellerpaket mit sogenannten Steigekanälen zu versehen, welche dem Zusammenspiel von Löchern oder Bohrungen übereinander liegender Trennteller des Tellerpaktes gebildet werden.Especially for liquid-liquid-solid separation (Three-phase liquid-solid separation) it is known to provide the Trenntellerpaket with so-called riser channels, which the Interplay of holes or holes on top of each other plate plate lying separating plate are formed.

Bekannt ist es auch, in die Trennteller sogenannter Abstandshalter nach Art von Stegen und/oder kleinen Spitzen (Punkten) einzupressen, die einerseits für eine Beabstandung der Trennteller voneinander sorgen und andererseits die Strömungsverhältnisse im Trenntellerpaket beeinflussen.Known It is also, in the separation plates of so-called spacers after Type of webs and / or small points (points) that press on the one hand for a spacing of the separation plates from each other and on the other hand the flow conditions in the separator plate package.

Eine gattungsgemäße Zentrifuge ist aus der DE 1,179,872 B bekannt, Hier sind in die Schleuderräume Filterscheibenstapel gesetzt, so dass es sich eher um eine Art Filtrationseinrichtung handelt, die nicht für hohe Umdrehungszahlen und hohe Zentrifugalbeschleunigungen geeignet ist. Eine weitere Zentrifuge mit mehreren Schleuderräumen zeigt auch die US, 3,150,944, die aber nur für relativ niedrige Umdrehungszahlen ausgelegt ist.A generic centrifuge is from the DE 1,179,872 B Here, filter disk stacks are set in the centrifugal chambers, so that it is more a type of filtration device that is not suitable for high rotational speeds and high centrifugal accelerations. Another centrifuge with several centrifugal chambers also shows the US, 3,150,944, but which is designed only for relatively low numbers of revolutions.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine neuartige Zentrifuge mit Trenntellerpaketen zu schaffen, um deren Einsatzmöglichkeiten auch bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten zu erweitern.The Invention has the task of a novel centrifuge with separator disc packs to create their possible uses to expand even at high peripheral speeds.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.The Invention solves this object by the subject matter of claim 1.

Die derart ausgestaltete Zentrifuge eignet sich für einen Einsatz auch bei höchsten Drehzahlen mit bis zu 250 m/s Umfangsgeschwindigkeit bzw. bei besonders hohen g-Zahlen und dabei insbesondere zur Feinstklärung.The so designed centrifuge is suitable for use with the highest speeds up to 250 m / s peripheral speed or with particularly high g-numbers and in particular for fine clarification.

Zwar sind die die Mittelachsen der Trenntellerpakete anders als bei Separatoren jeweils radial zur Drehachse der Schleudertrommel ausgerichtet, es hat sich aber gezeigt, dass durch diese Ausgestaltung eine hervorragende Klärwirkung erreicht wird.Though the center axes of the separator disc packs are different than separators each aligned radially to the axis of rotation of the centrifugal drum, it But it has been shown that by this design an excellent clarifying effect is reached.

Aus Gründen der Vermeidung von Unwuchten bei gleichzeitig großer Durchsatzleistung ist es zweckmäßig, wenn in dem Trommelköper vier der Schleuderräume ausgebildet sind, und dass jeweils zwei der Schleuderräume miteinander fluchten. Besonders bevorzugt sind die vier Schleuderräume jeweils um 90° zueinander versetzt am Außenumfang des Trommelkörpers angeordnet.Out establish avoidance of imbalances with simultaneous high throughput it is useful if in the drum twill four of the spin rooms are formed, and that in each case two of the centrifugal chambers with each other aligned. Particularly preferred are the four centrifugal chambers respectively around 90 ° to each other offset on the outer circumference of drum body arranged.

Konstruktiv ist es vorteilhaft, wenn die Schleuderräume radial nach außen jeweils im Anschluss an die Trenntellerpakete von Einsätzen, insbesondere Schraubeinsätzen verschlossen sind, deren Innenkontur konisch ist, um Feststoffe im konischen Bereich zu sammeln.constructive it is advantageous if the centrifugal chambers are radially outward respectively following the separator disc packs of inserts, in particular screw inserts closed are, whose inner contour is conical to conical solids To collect area.

Nach einer weiteren vorteilhaften Variante sind Austragseinrichtungen für Feststoff im Zentrum der sich innen konisch verjüngenden Schraubeinsätze ausgebildet, wohingegen zur Ableitung einer der in den Schleuderräumen abgetrennten oder geklärten Phase Ableitungsringräume am Außenumfang der Trenntellerpakte ausgebildet sind, welche jeweils über nach innen hin aus den Schleuderräumen zum Zentrum des Trommelkörpers führende Bohrungen in eine zentrische Produktableitung münden.To A further advantageous variant are discharge devices for solid formed in the center of the internally tapered screw inserts, whereas for the discharge of one of the separated in the centrifugal chambers or clarified Phase discharge ring spaces on the outer circumference of the Trenntellerpakte are formed, which in each case after inside out of the spin rooms to the center of the drum body premier Holes lead to a centric product discharge.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments are the remaining dependent claims remove.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:following The invention is based on embodiments with reference to the drawing using exemplary embodiments described in more detail. It shows:

1 einen ersten Schnittansicht einer ersten erfindungsgemäßen Zentrifuge; und 1 a first sectional view of a first centrifuge according to the invention; and

2 eine zu 1 senkrechte Schnittdarstellung der Zentrifuge aus 1. 2 one too 1 vertical sectional view of the centrifuge 1 ,

1 und 2 zeigen eine Schleudertrommel 1 einer – ansonsten nur in Hinsicht auf die sich unmittelbar an die Schleudertrommel 1 axial anschließenden Elemente dargestellten – Zentrifuge, die zur Rotation um eine vertikale Drehachse D ausgelegt ist. 1 and 2 show a centrifugal drum 1 one - otherwise only in terms of itself directly to the centrifugal drum 1 axially adjacent elements shown - centrifuge, which is designed for rotation about a vertical axis of rotation D.

Die Trommel weist einen im wesentlichen zylindrischen Trommelkörper 2 auf, der oben und unten an seinen Axialseiten flanschartig ausgebildet und in diesen Bereichen jeweils in axialer Richtung mit weiteren Bauelementen 3, 4 verbunden ist, die hier nur teilweise dargestellt sind und von denen eines oder beide mit einer Antriebsspindel verbunden sein kann.The drum has a substantially cylindrical drum body 2 formed on the top and bottom at its axial sides flange-like and in these areas in each case in the axial direction with further components 3 . 4 is connected, which are shown here only partially and of which one or both may be connected to a drive spindle.

Der Trommelkörper 2 ist als massives metallisches – insbesondere einstückiges – Bauteil ausgebildet, in dem mehrere Bohrungen und Funktionsräume ausgebildet sind. Als Material zur Herstellung des Trommelkörpers 2 werden bevorzugt Titan öder eine Titanlegierung eingesetzt, damit eine hohe Festigkeit sowie eine gute Eignung zum Einsatz bei höchsten Umdrehungszahlen mit z.B. bis zu 250 m/s Umfangsgeschwindigkeit gewährleistet wird.The drum body 2 is formed as a solid metallic - in particular one-piece - component in which a plurality of holes and functional spaces are formed. As a material for producing the drum body 2 titanium or a titanium alloy are preferably used, so that a high strength and a good suitability for use at the highest rotational speeds, for example, up to 250 m / s peripheral speed is ensured.

Der Trommelkörper 2 weist eine zentrische Zuleitung 5 auf, die hier beispielhaft von oben in den Trommelkörper 2 geführt ist und zur Zuleitung eines Produktes bzw. Schleudergutes in die Schleudertrommel 1 dient.The drum body 2 has a centric feed line 5 on, the example here from above into the drum body 2 is guided and the supply of a product or centrifugal material in the centrifugal drum 1 serves.

Von dieser zentrischen Zuleitung bzw. Bohrung 5 zweigen jeweils an zwei axial zueinander versetzten Stellen 6, 7 mehrere Verteilerkanäle 8a, 8b; 9a, 9b ab, die sich zunächst radial erstrecken, sodann verzweigen und im Bereich von zwei Austritten 10, 11 münden.From this centric supply line or bore 5 branches each at two axially offset positions 6 . 7 several distribution channels 8a . 8b ; 9a . 9b which initially extend radially, then branch and in the range of two outlets 10 . 11 lead.

Nach dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 zweigen von der Zuleitung 5 jeweils vier der Verteilerkanäle 8a, 8b; 9a, 9b ab, die in vorteilhafter Weise senkrecht zueinande in einer Ebene ausgerichtet sind.According to the embodiment of 1 and 2 branches from the supply line 5 four each of the distribution channels 8a . 8b ; 9a . 9b which are advantageously aligned perpendicular to each other in a plane.

Die Austritte 10, 11 münden jeweils in voneinander getrennte Schleudenäume 12 – 15, die sich als radiale zylindrische Bohrungen bzw. Ausnehmungen vom Außenumfang des Trommelkörpers 2 her in diesen hinein erstrecken. Wie in 1 zu erkennen, weist der Trommelkörper 4 insgesamt vier derartiger Schleudenäume 12 – 15 auf, die zueinander senkrecht am Außenumfang des Trommelkörpers verteilt sind.The withdrawals 10 . 11 each lead into separate sluice rooms 12 - 15 acting as radial cylindrical bores or recesses from the outer periphery of the drum body 2 extend into it. As in 1 to recognize, the drum body 4 a total of four such Schleudenäume 12 - 15 on, which are distributed perpendicular to each other on the outer circumference of the drum body.

In jeden der Schleuderräume 12 – 15 ist ein Trenntellerpaket 16 aus konischen Trenntellern 17 eingesetzt, wie sie an sich von Separatoren her bekannt sind.In each of the spinners 12 - 15 is a separator plate package 16 from conical separating plates 17 used, as they are known per se from separators ago.

Hier liegen die Achsen der Trenntellerpakete 16 jedoch nicht in der Drehachse D sondern senkrecht zur Drehachse D auf zwei wiederum zueinander senkrechten Geraden A,B.Here are the axes of the separator plate packages 16 but not in the axis of rotation D but perpendicular to the axis of rotation D on two mutually perpendicular lines A, B.

Von jeder der beiden Zweigstellen 6, 7 her mündet jeweils einer der sich verzweigenden Verteilerkanäle 8, 9 an zwei Austritten 10, 11 in einen der Schleuderräume 12 – 15, wobei jeweils parallel zur radialen Richtung in Verlängerung der Austritte 10, 11 der Verteilerkanäle 8, 9 in den Tellerpaketen 16 Steigekanäle 18, 19 angeordnet sind.From each of the two branches 6 . 7 each one of the branching distribution channels opens 8th . 9 at two withdrawals 10 . 11 into one of the spin rooms 12 - 15 , in each case parallel to the radial direction in extension of the outlets 10 . 11 the distribution channels 8th . 9 in the plate packs 16 rising channels 18 . 19 are arranged.

Radial nach außen hin werden die Schleuderräume 12 – 15 jeweils im Anschluss an die Trenntellerpakete 16 von Schraubeinsätzen 20 – 23 verschlossen, welche jeweils ein Außengewinde aufweisen, das in ein Innengewinde im radialen Endbereich der Schleuderräume 12 – 15 geschraubt ist. Die Innenkontur der Schraubeinsätze 20 – 23 ist nach außen hin konisch, so dass sich Feststoffe hier im radial äußeren Bereich des Schleuderräume 12 – 15 sammeln und aus der Schleudertrommel 1 abgeleitet werden können.Radially outward are the centrifugal chambers 12 - 15 in each case following the separator plate packages 16 of screw inserts 20 - 23 closed, each having an external thread, which is in an internal thread in the radial end region of the centrifugal chambers 12 - 15 screwed. The inner contour of the screw inserts 20 - 23 is conical towards the outside, so that solids are here in the radially outer area of the centrifugal space 12 - 15 Collect and remove from the centrifugal drum 1 can be derived.

Zur Ableitung einer der in den Schleuderräumen 12 – 15 sich voneinander trennenden Phasen dienen Ableitungsringräume 24 am Außenumfang der vier Trenntellerpakete 16, welche jeweils über nach innen hin aus den Schleuderräumen 12 – 15 zum Zentrum des Trommelkörpers 2 führende Bohrungen 25 in eine zentrische Produktableitung 26 münden, welche hier entgegengesetzt zur Zuleitung 5 nach unten aus dem Trommelkörper 2 geführt ist.To derive one of the in the centrifugal chambers 12 - 15 diverging phases serve as discharge ring spaces 24 on the outer circumference of the four separator disc packs 16 , which in each case inward from the centrifugal chambers 12 - 15 to the center of the drum body 2 leading holes 25 in a centric product derivation 26 lead, which here opposite to the supply line 5 down from the drum body 2 is guided.

Der Feststoffaustrag kann dagegen über Austragseinrichtungen 27 im Zentrum der sich innen konisch verjüngenden Schraubeinsätze erfolgen, so über Düsen oder wie hierüber Ventilkörper 29, denen Ableitungen 28 aus dem Trommelkörper 2 und Zuleitungen 30 zur fluidbetätigten Betätigung der Ventilkörper 29 zugeordnet sind.The solids discharge, on the other hand, can take place via discharge devices 27 in the center of the internally tapered screw inserts done so over nozzles or as over this valve body 29 which derivatives 28 from the drum body 2 and supply lines 30 for fluid-actuated actuation of the valve body 29 assigned.

Alternativ kann das Schleudergut in Hinsicht auf die Zuleitung von den zentrischen Zuleitung 5 über radiale Verteilerkanäle 31 (gestrichelt angedeutet) direkt in die Räu me 32 am Innenumfang der Trenntellerpakete 16 geleitet werden, um derart eine Vorklärung des Schleudergutes nach Art einer Kammertrommel zu erreichen.Alternatively, the centrifuged material with respect to the supply of the centric supply line 5 via radial distribution channels 31 (indicated by dashed lines) directly in the Räu me 32 on the inner circumference of the separator plate packages 16 are directed to achieve such a primary clarification of the centrifugal material in the manner of a chamber drum.

11: Schleudertrommelcentrifugal drum
DD: Drehachseaxis of rotation
22: Trommelkörperdrum body
3, 43, 4: Bauelementencomponents
55: Zuleitungsupply
6, 76 7: StellenPut
8a, 8b; 9a, 9b8a, 8b; 9a, 9b: Verteilerkanäledistribution channels
10, 1110 11: Austrittexit
12 – 1512 - 15: Schleuderräumespin rooms
1616: TrenntellerpaketSeparator disc package
1717: Trenntellernseparation discs
18, 1918 19: Steigekanälerising channels
20 – 2320-23: SchraubeinsätzeThreaded Inserts
2424: AbleitungsringräumeDerivation annular spaces
2525: Bohrungendrilling
2626: Produktableitungproduct withdrawal
2727: Austragseinrichtungendischarge devices
2828: Ableitungenderivations
2929: Ventilkörpervalve body
3030: Zuleitungenleads
3131: Verteilerkanäledistribution channels
3232: Räumerooms

Claims

Centrifuge with a centrifugal drum ( 1 ) designed to rotate about a preferably vertical axis of rotation (D) comprising a drum body ( 2 ) having at least two or more radially from the outer periphery into the drum body ( 2 ) extending centrifugal spaces ( 12 - 15 ), characterized in that the drum body ( 2 ) is made of a solid metal body and that in each of the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) a separator plate package ( 16 ) of several conical separating discs ( 17 ), wherein the center axes of the separator disc packs ( 16 ) each radially to the axis of rotation (D) of the Schleudertrormmel ( 1 ) are aligned.

Centrifuge according to claim 1, characterized in that in the drum body ( 2 ) four of the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) are formed, and that in each case two of the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) are aligned with each other.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the four centrifugal chambers ( 12 - 15 ) offset by 90 ° to each other on the outer circumference of the drum body ( 2 ) are arranged.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that in the drum body ( 2 ) in the axis of rotation a product supply line ( 5 ), from the distribution channels ( 8th . 9 ) branch off at outlets ( 10 . 11 ) into the centrifugal chambers ( 12 - 15 ).

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that to the outlets ( 10 . 11 ) into the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) each rising channels ( 19 ) in the separator disc packs ( 16 ) connect.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) radially outward in each case following the separator disk packs ( 16 ) of inserts, in particular screw inserts ( 20 - 23 ), are closed.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the inner contour of the screw inserts ( 20 - 23 ) is conical to collect solids in the conical region.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that discharge devices ( 27 ) for solid in the center of the tapered threaded inserts ( 20 . 23 ) are formed.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that for the discharge of one of the in the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) separated or clarified phase discharge ring spaces ( 24 ) on the outer circumference of the separator plate packages ( 16 ), which in each case inwardly out of the centrifugal chambers ( 12 - 15 ) Center of the drum body ( 2 ) leading holes ( 25 ) into a centric product derivation ( 26 ).

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the drum body ( 2 ) consists of titanium or a titanium alloy.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the drum body ( 2 ) is formed substantially rotationally symmetrical to the axis of rotation.

Centrifuge according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifuged material from the centric feed line ( 5 ) via radial distribution channels ( 31 ) in rooms ( 32 ) on the inner circumference of the separator plate packages ( 16 ), where preclarification takes place.