DE2017031A1

DE2017031A1 - Zentrifuge mit einem Auslass fur abgetrennte Flüssigkeit und eine Einnch tung zum Anzeigen des Schlammspiegels in dem Schlammraum des Rotors

Info

Publication number: DE2017031A1
Application number: DE19702017031
Authority: DE
Inventors: Vilgot Raymond. Hagersten Nilsson (Schweden) M
Original assignee: Alfa Laval AB
Current assignee: Alfa Laval AB
Priority date: 1969-05-08
Filing date: 1970-04-09
Publication date: 1971-01-14
Also published as: DE2017031C2; GB1236718A; SU491229A3; SE334847B; FR2047248A5; US3642196A

Description

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Alfa - Laval , Tumba / Schweden

"Zentrifuge mit einem Auslass für abgetrennte Flüssigkeit und eine Einrichtung zum Anzeigen des Schlammspiegels in dem Schlammraum des Rotors"

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge mit einem Auslass für abgetrennte Flüssigkeit und einer Einrichtung zum Anzeigen des Schlammspiegels in dem Schlammraum des Rotors, wobei diese Einrichtung aus einem Anzeigekanal, welcher sich von dem Sohlammraum des Rotors einwärts zur Mitte des Rotors erstreckt und sich zusammen mit dem Rotor dreht, und aus einer Vorrichtung besteht, welche mit diesem Kanal verbunden ist, um ein Verstopfen der Öffnung des Kanals in den Schlammraum mit Schlamm abzu*~ fÜhleno

Bei Zentrifugen dieser Art beruhte das Signal zum Anzeigen des Schlammspiegels, welches durch das Verstopfen des Anzeigekanals mit Schlamm erzeugt ist, auf Abftihlen des absoluten Druckes in dem Sohlammraum«.

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Folglich war dieses Signal nicht immer der Ausbildung eines bestimmten Schlammspiegels zuzuschreiben, sondern konnte ebenfalls durch Änderungen in dem Flüssigkeitsdruck in dem Trennraum sowie durch Änderungen der Zufuhr der zu trennenden Flüssigkeit oder Änderungen des Gegendrucks in dem Auslass für abgetrennte Flüssigkeit beeinflusst werden»

G-emäss der schwedischen Patentschrift 213 945 ist es versucht worden, diese das Signal störende Faktoren durch Anordnung von zwei Anzeigekanälen auszuschalten, deren äussere öffnungen in unterschiedlichen radialen Abständen von der Rotationsachse angeordnet sind« Hierbei wird lediglich die Druckänderung abgefühlt, die durch Schlammverstopfen des einen Anzeigekanales hervorgerufen wurdeο Jedoch hat diese Lösung des Problems eine Verbindung eines jeden der beiden Anzeigekanäle mit stationären Rohren erfordert, welche ausserhalb des Zentrifugenrotors angeordnet sind . Herrn die Zentrifuge von geschlossener Art ist und demzufolge diese Verbindungen vollständig dicht sind und Dichtungsringe erfordert sind, war es notwendig, einen der Dichtungsringe der Zentrifuge mit einem besonders grossen Durchmesser auszustatten, woraus sich Abnutzungsprobleme· ergaben» Wenn die Zentrifuge mit einem Sohälvorrichtungs-Auslass für die abgetrennte Flüssigkeit versehen ist und die Anzeigekanal-Verbindungen ebenfalls aus Schälvorrichtungen bestehen, verursacht die Anordnung einer Vielzahl von Schälkammern Raumprobleme <>

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden in einer Zentrifuge der eingangs umrissenen Art diese Nachteile vermieden, wobei die Ausschaltung der Signal-Störfaktoren

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beibehalten wird, wobei die Vorrichtung aus einem Drucksignalverstärker und einem Druckunterschiedsmesser, einer Druckübertragungaverbindung zwischen der einen Seite des Verstärkers und der einen Seite des Messers, einer Verbindung zum Übertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit und aus einer 'Verbindung zum Übertragen eines Druckes der Flüssigkeit in dem Anzeigekanal besteht, wobei von den beiden I

letzteren Verbindungen die eine zu der anderen Seite des Verstärkers und die andere zu der anderen Seite des Messers führt. Die Druckübertragungsverbindungen können hydraulischer, pneBmatischer oder elektrischer Art sein.

Die Erfindung kann bei Zentrifugen der offenen, als auch der geschlossenen Art verwendet werden. Bei Zentrifugen mit hermetisch verbundenen Ein- und Auslassen kann die Verbindung zum tJbertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit mit dem Zentrifugeneinlass verbunden sein. Bei Zentrifugen mit einem Über- g strömauslass zum Entfernen der abgetrennten Flüssigkeit kann die gleiche Verbindung auch mit dem Zentrifugeneinlass verbunden sein» Bei Zentrifugen mit einer Schälvorrichtung zum Entfernen der abgetrennten Flüssigkeit kann diese Verbindung mit dem Zentrifugeneinlass verbunden sein, yrenn ein Ventil zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckes in den Auslasskanal der Schälvorrichtung eingesetzt ist. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche vom Gesichtspunkt der 'Konstruktion her einfach ist und in einer Weise in offenen als auch in geschlossenen Zentrifugen

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verwendet werden kann, ist die Verbindung zum Übertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit mit dem Auslass für die abgetrennte Flüssigkeit verbunden. Weiterhin sind pneumatische Druckübertragungsverbindungen bevorzugt, um so den Drucksignalverstärker und den Druckunterschiedsmesser in einer vorteilhaften Weise zu betätigen. Eine hydraulische Übertragung der Drucksignale zu diesen Vorrichtungen kann nachteilig für deren druckbetätigte Instrumente sein·

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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeiepielen anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläuterte

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 - 3 je Achsialechnitte durch eine Aueführungsform der erfindungegemäseen Zentrifuge,

Fig. 4- ein Diagramm des Druckes der zu trennenden Flüssigkeit und dem der Anzeigeflüssigkeit in Abhängigkeit von dem Durchsatz der zu trennenden Flüssigkeit.

P In Fig. 1 ist ein Zentrifugenrotor 1 und seine Abdeckung 2 gezeigt, welche an dem Teil 1 mit Hilfe eines Blockierringee 3 festgehalten ist. Der Rotor ist von einer Welle 4 getragen und antreibbar, welche mit einem zentralen Kanal 5 für die Zufuhr einer zu trennenden und Schlamm enthaltenden Flüssigkeit versehen ist· Diese Flüssigkeit wird von einem Verteiler 7» welcher mit mitreissenden Flügeln 6 versehen iet, in den Trennraum 8 geführt. Der letztere enthält einen Satz von konischen Scheiben 9· Der von der Flüssigkeit getrennte Schlamm 1o wird eis Umfang des Trennraumes gesammelt und intermittierend

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durch Öffnungen 11 in gea Rotorktteper 1 entleerte Bie--. st Öffnungen werden Ton @in@m IFentilkolben 12 geöffnet und geschlossen, "wobei dessen- Bewegungen in bekanntes¹" Weise, mit Hilfe einer Flüssigkeit-aus- einer as^lindrischen-Zuführeinriohtung 13, welch© di® Wellt 4 umgibt,'bewirkt werden» B@r kolben 12 wird aufwärt® gedrückt gegen die Abdeckung 2 gehalten,-wtxm.flüssigkeit-einem laum 14 unterhalb des- Kolbens zugeführt w±rd_s w©b@i tin g@=

Abläßlöoher 19 auftritt.- B®r Kolben-wird von dem "Flüssig"«' . f keitsdruok in dem Xrennraum.3 Abwärts gedrüekt, w@m di@ . · PlÜssigkeitsz-ufuhr duroh die liasiohtuBg 13 unterbroohezi ist, da die Plüsaigtoit in ä®m Ra-um 14 ämn dursh di® Löcher 15 abströmt« Bi@ abgetrennte fltlssi'gkeit strömt von der Innenkant® des. Soheibensatzes 9 su einer Schälkaamer 16, in welcher ein® stationär® Schälscheibe 17 sitzt, welch® die," getrennte Flüssigkeit duE@h @in§ai. Aus- " lass 18 ausführte Der Anse'igekanal 19 kam. aue ®in©a oder mehreren radial sich erstssokenden l@te«n ©ätff aue ainam Scheibenzwischenraum b®®t®h@a._g welcher y@» rrniial sich erstreckenden lippen unterteilt ist · S« sei ang«- noimaen, daß der Schnitt in dem 14nk@a feil der-figur

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durch eine solche Hippe g@no^tsi ist© Bas radio.® inner© Snde d«· Ans«Ig@kanal®a Öffaet -eich i» ®in@ iehlUE^mtr 2o-, in welcher ein®- stationär® S^häl@®h@ife<§ 21 sitzt*. ■ ■•Ein Rohr 22 ist mit '!»taterer YeÄuattn«, ®«r ipi-egel dar abg^treisnten ilüesigktit irtiit 23 mal d@r Spiegel der Anzeigeflüssigkeit nit 24· bewiotanet.-An dta Aualass 18 ist ein Siaphragmagthauet 25 9ng®®%ü.nmt₉ dtsitm Biaphranaa auf der ®intm Seit« w@n. it» fllieeigkisitBdruok in den Auslass 18 betätigt ist« Auf der anäerest. g«it@ wird das Diaphragma von dem &u£t&ruok betätigt» welcher in einem Rohr 26 vorhanden ist, welches das Biaphragaa-

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Atmosphäre erreicht. Die Lage des Flüssigkeitsspiegels 24 entspricht dem Gegendruck, welchen die luft in ihrem Ausfluss trifft, und dieser Gegendruck betätigt den Druckunterschiedsmesser über das Rohr 22. Der Druck der getrennten Flüssigkeit, welche von der Schälscheibe 17 abgeführt wird, entspricht der Lage des Flüssigkeitsspiegels 2? und betätigt die eine Seite des Diaphragmagehäuses 25 und deren andere Seite wird von . der Luft betätigt, welche durch die Rohre 28 und 26 eingeblasen wird. Die eingeblasene Luft strömt durch ein ge- I drosseltes Loch in der Wand des DiaphrÄgmagehäuses aus und betätigt den Signalverstärker 27 über das Rohr 26. So betätigt der Druck der getrennten Flüssigkeit den Signalverstärker auf pneumatisch· Weise. Das Druckeignal, welches von dem Signalverstärker empfangen ist, wird, nachdem eine Verstärkung mit Hilfe der Schraube 33 eingestellt ist, weiter asu dea Druckmit er Schiedemesser 29 über das Rohr 32 gesendet« Wenn Schlamm die öffnung des Kanales 19 in den Schlammraum verstopft, bewegt sich der Flüssigkeitsspiegel 24 radial auswärts auf Grund des Strbmens durch das Loch 35, so daß die Luft, welche durch die Schälscheibe 21 ausströmt, einen reduzierten k Gegendruck trifft. Dies heisst, daß der Druckunterschiedsmesser 29 -über das Rohr 22 von einem reduzierten Druck betätigt wird und einen vergrösserten Unterschied zwischen dem Druck der Anzeigeflüssigkeit und demjenigen der abgetrennten Flüssigkeit abfühlt· Wenn dieser Unterschied dem Unterschied entspricht, welcher empirisch mit Hilfe der Schraube 34 eingestellt ist, leitet der elektrische Schalter 31 eine Entfernung ein.

Der Einfluss der Unterschiede in der Zufuhr der zu trennenden Flüssigkeit oder in dem Gegendruck der getrennten

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Flüssigkeit auf das Schlammverstopfungssignal ist ausgeschaltet, da nicht der absolute Druck der Anzeigeflüssigkeit, sondern der Unterschied zwischen dem Druck der Anzeigeflüssigkeit und demjenigen der abgetrennten Flüssigkeit gemessen wird, oder, in anderen Worten, der Unterschied zwischen den Spiegeln 24 und 23 dieser Flüssigkeiten.

Gemäss Fig. 2, in welcher entsprechende Teile die gleichen Bezugsziffern wie in Fig« 1 aufweisen, ist das Rohr 18 hermetisch mit dem Rotor mit Hilfe einer Dichtung 36 und das Rohr 22 hermetisch mit dem inneren Ende des Anzeigekanales mit Hilfe einer Dichtung 37 verbundene Dieses Kanalende weist die Form eines Mittelraumes 38 auf, in welchen sich das Rohr 22 öffnet« Das andere Ende des Rohres 22 öffnet sich in ein Diaphragmagehäuse 25a, und die Fortsetzung des Rohres 22 zum Druckunterschiedsmesser 29 ist mit 22a bezeichnet.

Die Anordnung gemäss Figo .2 arbeitet im Prinzip in der gleichen Weise wie die Anordnung gemäss Figo te Der Unterschied besteht lediglich darin, daß in der Ausführungsform gemäss Fig. 2 ein Druckabfall in dem Raum 38 abgefühlt wird, wenn ein Schlammstopfen in dem äusseren Ende des Kanals auegebildet ist.

In Fig. 3 ist ein Teil eines Achsialschnittes einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Zentrifuge gezeigt, wobei ein Rotor 4I, ein Satz konischerSoheiben 42, ein zentrales Einlassrohr 43, ein Verteiler 44» cLe» ein Anzeigekanal 45, dessen radiale äussere Öffnung in dem

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Schlammraum angeordnet ist und eine Schälscheibe 46 zum Entleeren der abgetrennten Flüssigkeit bezeigt ist.

Ein Kanal 47 führt von der Innenkante der Scheibe 42 zu einer Schälkammer 48, welche der Schälscheibe 4'6 entspricht. Der Kanal 45 öffnet sich mit seinem radialen inneren Ende in eine Schälkammer 49· In dieser Kammer sind Schälscheiben 5o und 51 vorgesehene Die untere Schälscheibe 5o führt dieFlüssigkeit, welche durch diese Scheibe abgeschält ist, durch den Verteiler 44 ' i zurück zu dem' Trennraum des Rotors.

Die Teile 25. bis 34 sind die gleichen wie diejenigen in Fig. 1o So ist das Diaphragmagehäuse 25 auf dem Auslassrohr der Schälscheibe 46 vorgesehen, und durch den Lufteinlasser 3o wird der Spiegel der Anzeigeflüssigkeit in der Schälkammer 49 abgefühlt, wobei dieses. Abfühlen in dem Druckunterschiedsmesser 29 vorgenommen wird. Sonst arbeiten die Teile 25 bis 34 iⁿ der gleichen Weise wie diejenigen in der Ausführungsform gemäss Fig» 1 < > Die , Schälscheibe 5o entspricht in ihrer Y/irkung dem Leckloch 35 in Figo 1 und befasst sich so mit der Yerschie- ^ bung des Flüssigkeitsspiegels in der Schälkammer 49 ™

radial auswärts, wenn ein Schlammstopfen in dem äusseren Ende des Anzeigekanales 45 ausgebildet ist. Das Diagramm gemäss Fig. 4 soll die Aufgabe des Drucksignalverstärkers erläuterno Auf Grund der Tatsache, daß die Strömungskanäle der zu trennenden Flüssigkeit und die Anzeigeflüssigkeit der Druckfühleinrichtung unterschiedliche Strömungswiderstände aufweisen, entspracht eine Druckänderung in der einen Flüssigkeit nicht einer gleichgrossen Druckänderung in der anderen Flüssigkeit, gerechnet in absoluten Masseinheiten,

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während der Trennperioden zwischen den Schlammverstopfungen des Anzeigekanales. Da jedoch die Beziehung zwischen dem Druck einer jeden der beiden Flüssigkeiten und dem Durchsatz der zu trennenden Flüssigkeit in einem Diagramm gemäss Fig. 4 eine gerade Linie bildet, ist es möglich, die Divergenz der Druckänderungen dadurch zu eliminieren, daß die beiden Beziehungslinien_s welche in Frage kommen, parallel oder zusammenfallend ausgebildet v/erden« Gemäss der Erfindung wird dies mit Hilfe des Drucksignalverstärkers 27 bewirkt» In Fig. 4, in welcher es vorausgesetzt isty daß die Beziehungslinien von dem Ursprungspunkt beginnen, obwohl es nicht notwendig ist, daß dies der Fall ist, wird der Durchsatz der zu trennenden Flüssigkeit auf der Abszisse und der Flüssigkeitsdruck auf der Ordinate aufgetragen. Die Linie a soll die Beziehungsiinie der Anzeigeflüssigkeit und die Linie b die Beziehungslinie der zu trennenden Flüssigkeit sein. Durch Drehen der Einstellschraube 33 des Signalverstärkers 27 kann die Linie b um den Ur3prungspunkt gedreht v/erden, so daß die Linie b mit der Linie a zusammenfallen wird. Wenn die beiden Linien a und b nicht irgendwelche der Koordinatenlinien in dem gleichen Punkt schneiden, können die Linien a und b durch Drehen der Schraube 33 parallel zueinander gemacht werden. Aus dem Gesichtspunkt der Erfindung gibt dieses jedoch das gleiche gewünschte Ergebnis,

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Claims

Patentansprüohe

1. /Zentrifuge mit einem Auslaß für abgetrennte Flüssigkeit -'' und einer Einrichtung zum,Anzeigen des Schlammspiegels in dem Schlammraum der b,- wobei die Eintfriohtung aus einem Anzeigekanal, welcher sich von dem Schlammraum des Rotors einwärts zu der Mitte des Rotors erstreckt und sich zusammen mit dem Rotor dreht, und aus einer Vorrichtung beetent, welche mit dem Kanal verbunden ist, um ein Verstopfen der Öffnung des Kanals in den Schlammraum mit Schlamm abzure, dadurch gekennzeichnet,' daß diese Vorrichtung aus einem Druoksignnlverstärker (27) und einem DruokuntersohiedsmesBQr (29), einer Druckübertragungsverbindung (32) zwischen der einen Seite des Verstärkers und der einen Seite des Messers, einer Verbindung (25,26,28) zum Übertragen sines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit und au8 einer Verbindung (21,22,3o) zum Übertragen eines Druckes der Flüssigkeit in dem Anzeigekanal (19) besteht, wobei von den beiden letzten Verbindungen die eine zu der anderen Seite der Verstärkers und die andere zu der anderen Seite des Messers führt.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, mit hermetisch dicht verbundenen Ein- und. Auslässen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zum Übertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit alt dem Zentrifugeneinlaß verbunden ist.

J. Zentrifuge nach Anspruch 1, mit einem überströmauslaß zum Entleeren der abgetrennten Flüssigkeit, ddurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zum Übertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit mit dem Zentrifugeneinlaß verbunden ist.

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4. Zentrifuge nach Anspruch 1, mit einer Schälvorrichtung

(17) zum Entleeren der abgetrennten Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventil zum Aufrechterhalten eines konstanten Druckes in dem Auslaßkanal der Schälvorrichtung vorgesehen ist, und daß die Verbindung zum Übertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit mit dtm Zentrifugeneinlaß verbunden ist.

5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung (25,26,28) zum Übertragen eines Druckes der zu trennenden Flüssigkeit mit dem Auslaß

(18) für die abgetrennte Flüssigkeit verbunden ist.

6. Zentrifuge gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch pneumatische Druokübertragungsverbindungen (25, 26, 28, 22, 3o, 32 ).

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L e e r s e i t e