DE1011364B - Zentrifuge mit einem hermetisch geschlossenen Auslass - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Zentrifugen mit einem hermetisch geschlossenen Ein- und. Auslaß werden verwendet, wenn die zu schleudernde Flüssigkeit zu- und abgeleitet werden soll, ohne mit der Außenluft in Berührung zu kommen. Der Zweck dieser Maßnahme ist zu verhindern, daß die Flüssigkeit aus der Luft Keime aufnimmt oder sich mit ihr unter Bildung von Schaum mischt, wie es beispielsweise bei Bier und Milch eintreten kann. Bei derartigen Zentrifugen ist daher die Aufgabe zu lösen, die geschleuderte Flüssigkeit gegen einen veränderlichen Gegendruck von einem umlaufenden Teil (der Zentrifugentrommel) zu einem feststehenden Teil (dem Auslaßrohr der Zentrifuge) zu leiten, wie es beispielsweise der Fall ist, wenn geschleudertes Bier einem Filter zugeführt wird, wo es bei einem sauberen Filter genügt, ihm das Bier mit einem Druck von 3 kg/cm² zuzuleiten, während zu einem späteren Zeitpunkt, wenn sich das Filter zugesetzt hat, das Bier beispielsweise einen Zulaufdruck von etwa 10 kg/cm² haben muß.

Die Verbindung zwischen den umlaufenden und feststehenden Teilen muß abgedichtet sein. In den bekannten Ausführungen ist dies auf verschiedenartige Weise durchgeführt worden. In bestimmten Fällen wurde das Auslaßende der Zentrifugentrommel mit einem Verschleiß- oder Schleifring ausgerüstet, der so den umlaufenden Teil bildet. Diesen Schleife ring ließ man gegen einen aus Kohle oder einem anderen zweckentsprechenden Material bestehenden feststehenden Ring auf dem Auslaß rohr laufen, der durch Federkraft gegen den Schleifring gepreßt gehalten wird und dadurch die erforderliche Abdichtung herstellt.

Bei einer anderen Ausführung ist das Auslaßende der Zentrifugen trommel als Rohrstutzen gestaltet, der sieh konzentrisch zum Auslaßrohr und in die Öffnung dieses Rohres hinein erstreckt, wobei der freie Raum zwischen dem Rohrstutzen und den. Rändern der Öffnung durch einen Dichtring abgeschlossen ist, zweckmäßigerweise durch eine sogenannte Manschettenpackung von U-förmigem Querschnitt. Wenn man bei diesen beiden Ausführungen einen bestimmten Druck im Auslaßrohr der Zentrifuge aufrechthalten will, muß man die Flüssigkeit der Zentrifuge unter einem entsprechend erhöhten Druck zuführen, um den Druckabfall beim Durchströmen der Zentrifuge auszugleichen.

Bei einer dritten bekannten Ausführung ragt das Auslaßende der Zentrifugentrommel in gleicher Weise wie beschrieben mit einem Rohrstutzen in das Auslaßrohr hinein, wobei auch die gleiche Abdichtung zwischen den umlaufenden und feststehenden Teilen vorgesehen ist. Bei den beiden zuerst beschriebenen Ausführungen steht die Dichtung in der Verbindung Zentrifuge mit einem hermetisch
geschlossenen Auslaß

Anmelder:
Aktiebolaget Separator, Stockholm

Vertreter: E. Kipp und Dipl.-Ing. F. Baumbach,
Patentanwälte, Hamburg 1, Glockengießerwall 2-4

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 10. November 1954

Henric Wilhelm Thylefors, Stockholm,
ist als Erfinder genannt worden

zwischen umlaufenden und -feststehenden Teilen unter dem vom Gegendruck in dem Auslaßrohr abhängenden Druck, was oft Abdichtschwierigkeiten ergab. Bei der genannten dritten Ausführung sollte dieser Mißstand dadurch beseitigt werden, daß der Rohrstutzen mit einem Pumpenrad ausgerüstet wurde, welches in einer im Auslaßrohr angeordneten Kammer arbeitet. Das.Pumpenrad läuft infolgedessen zusammen mit der Zentrifugentrommel um und kann in einem gewissen Ausmaß den Druck der aus der Zentrifugentrommel strömenden Flüssigkeit verstärken, so daß diese Flüssigkeit das Auslaßrohr weiterhin unter erhöhtem Druck durchströmt. Hierdurch wird es ermöglicht, den Druck in der Zulaufleitung der Zentrifuge zu vermindern und trotzdem im Auslaßrohr denselben hohen Druck zu erreichen. Dies bewirkt eine Druckentlastung der Auslaßpackung der Zentrifuge, und auf dem Pumpenrad vorgesehene Flügel von zweckmäßiger Form und Abmessung ermöglichen eine solche Druckminderung der Flüssigkeit in der Nähe der Packung, daß auf ihrer Innenseite fast derselbe-Druck herrscht wie auf der vom Atmosphärendruck belasteten Außenseite. Da indessen nicht immer mit einem gleichbleibenden Gegendruck im Auslaßrohr gerechnet werden kann und bei einem beträchtlichen Ansteigen dieses Druckes, wie es bei der erwähnten Bierfiltration der Fall sein kann, der Druck in der Zulaufleitung der Zentrifuge in entsprechendem Maß erhöht werden muß, hat diese Ausführung den Nachteil, daß die Packung unter

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diesen Umständen trotzdem unter einem beträchtlichen Druck steht. Daher wurde die erstrebte, praktisch vollständige Druckentlastung der Packung nicht erzielt.

Die Bedeutung einer Druckentlastung wird beispielsweise bei einer Manschettenpackung verdeutlicht durch die Tatsache, daß, je größer der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Packung ist, auch, der Anpreßdruck der letzteren gegen ihre Gleitfläche um so größer sein muß, wenn keine Undichtheiten auftreten sollen. Ein derartiger erhöhter Druck führt zu einem schnellen Verschleiß der Packung und verkürzt so deren Lebensdauer. Wenn der Druckunterschied zwischen den beiden Seiten der Packung auf Null vermindert werden kann, wird es theoretisch fast unmöglich sein, die Packung zu verschleißen.

Die Erfindung erstrebt eine derartige Druckentlastung an der Packung einer Zentrifuge mit hermetisch geschlossenen Auslaß, wobei gleichwohl die Möglichkeit bestehen soll, die zentrifugierte Flüssigkeit gegen einen veränderlichen Gegendruck auszutragen, ohne auch den Druck in der Zulaufleitung des Separators ändern zu müssen. Dies wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß in einer Zentrifuge mit einer in der Trommel angeordneten Schälkammer, in die eine feststehende Schälvorrichtung mit zur Trommelachse konzentrischer Auslaßleitung ragt, eine Manschettenpackung von U-förmigem Querschnitt fest mit dem Trommelkörper verbunden ist und mit ihrer inneren Dichtfläche auf der Außenseite des Auslaßrohres gleitet.

Die Manschettenpackung wird nach der Erfindung weiterhin so bemessen, daß sie an der Außenseite des Auslaßrohres mit einer gewissen Anfangsspannung anliegt; diese soll vorzugsweise so groß sein, daß ihr die während des Betriebes der Zentrifuge auf die Packung einwirkende Zentrifugalkraft im wesentlichen das Gleichgewicht hält, so daß der Anlagedruck der Packung gegen die Außenseite des Auslaßrohres klein wird. Wenn kein Druckunterschied zwischen den Bereichen auf den beiden Seiten der Packung herrscht, kann der Andruck der Packung etwa Null sein. Es ist dann praktisch unmöglich, die Packung zu verschleißen.

Der Fortschritt der Einrichtung nach der Erfindung ergibt sich aus der Tatsache, daß die Manschettenpackung bei den bisher bekannten hermetisch geschlossenen Zentrifugen mit einem feststehenden Teil fest verbunden war und dadurch gegen die umlaufende Fläche gedrückt wurde, und zwar außer mit einer etwa vorhandenen Vorspannung auch noch mit auf sie wirkenden beträchtlichen Flüssigkeitsdruck, so daß ein schneller Verschleiß der Packung die Folge war.

Wenn gasabgebende Flüssigkeiten, beispielsweise Bier, das bekanntlich Kohlensäure enthält, mit der neuen Zentrifuge behandelt werden sollen, kann in der Schälkammer ein gewisser Überdruck gegenüber der Atmosphäre herrschen, beispielsweise von etwa 0,8 kg/cm², der jedoch nur einen Teil des normalerweise in dem Auslaßrohr der Zentrifuge herrschenden Druckes darstellt, welcher bei den bisher üblichen Ausführungen unmittelbar auf die Packung wirkt Wenn jedoch nunmehr ein solcher Überdruck vorhanden ist, so ist die Manschettenpackung zweckmäßigerweise so anzuordnen, daß sie mit ihrer ringförmigen Ausnehmung nach dem Trommelinneren weist.

Der Überdruck bewirkt dabei, daß der innere Schenkel der U-förmigen Packung nach innen geführt wird, so daß er an die entsprechende Dichtfläche auf der Außenseite des Auslaßrohres anliegt und dadurch die erstrebte Abdichtung gegenüber der äußeren Atmosphäre sichert.

Weiterhin kann die Lebensdauer der Manschettenpackung nach der Erfindung durch Kühlung und Schmierung der Packung verlängert werden, und dies kann dadurch erreicht werden, daß der ■ feststehende Schälkörper mit einem zur Trommelachse konzentrischen zylindrischen Ansatz versehen ist, dessen freier Rand in die ringförmige Ausnehmung der Manschettenpackung ragt, und daß ein oder mehrere Kanäle zur Zufuhr von Flüssigkeit in den Ringraum zwischen der Außenseite des Auslaßrohres und der Innenseite des zylindrischen Ansatzes münden. Hierbei kann der Flüssigkeitszufluß durch Anordnung einer oder mehrerer öffnungen in der Wand des Auslaßkanals der Schälvorrichtung erreicht werden, so daß die im Auslaßkanal unter Druck stehende Flüssigkeit in diesen Raum spritzen kann. Die eingespritzte Flüssigkeit, die dann als Schmiermittel wirkt, strömt längs der Innenseite der Manschettenpackung über den freien Raum des zylindrischen Ansatzes und vereinigt sich dann mit der Flüssigkeit in der Schälkammer.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung veranschaulicht ist, und zwar im lotrechten Schnitt durch den Oberteil einer Zentrifuge nach der Erfindung.

In der Zeichnung bezeichnet 1 den Trommelkörper der Zentrifuge, an dessen Spitze eine Schälkammei 2 angeordnet ist. In dieser sind fest mit dem TromrflÖ-körper verbundene Flügel 3 angeordnet, um die fön unten in Pfeilrichtung in die Schälkammer eintretende' Flüssigkeit in Umlauf zu versetzen. Eine Wan<|' 4 leitet die einströmende Flüssigkeit nach außen geÜen die Schälkammerwand. Ein Verschlußring 5 hält Trommeldeckel 6 mit dem übrigen Trommelkör verbunden. Eine feststehende Schälvorrichtung ragt durch eine Öffnung 7 in der Spitze der Trommel in die Schälkammef 2, und sie besteht aus einer Schälscheibe 8 und einem zugehörigen Auslaßrohr 9. Das Rohr 9 trägt auf seiner Außenseite ein sogenanntes Verschleiß- oder Schleifrohr 10 mit polierter Oberfläche, auf der eine Manschettenpackung 11 von U-förmigem Querschnitt mit ihrer inneren Dichtfläche gleitet. Die Manschettenpackung 11 ist fest mit dem Trommelkörper vertmnden und läuft mit diesem um. Der vom Gegendruck im Rohr 9 abhängige Flüssigkeitsstand in der Schälkammer wird bei 12 liegend angenommen. In der Wand des Auslaßkanals des Schälkörpers sind Löcher 13 vorgesehen, die in einen Ringraum 14 zwischen der Außenseite des Auslaßrohres 9 und der Innenseite eines zylindrischen Ansatzes 15 führen, der von der Schälscheibe 8 aus in die ringförmige Ausnehmung 16 der Manschettenpackung hineinragt.

Aus dem Trennraum der Zentrifuge tritt die zentrifugierte Flüssigkeit in die Schälkammer 2 ein und wird von der Schälscheibe 8 durch das. Rohr 9 ausgetragen. Die Packung 11 beseitigt die Möglichkeit einer Berührung zwischen der zentrifugierten Flüssigkeit und der äußeren Atmosphäre.

Falls eine nicht gasabgebende Flüssigkeit zentrifugiert wird, herrscht innerhalb der Flüssigkeitsfläche 12 ein Druck, der ungefähr dem Druck der äußeren Atmosphäre gleich ist. Der erforderliche Dichtdruck der Packung 11 gegen das Rohr 10 kann nahezu gleich Null sein.

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Falls gasabgebende Flüssigkeiten zentrifugiert werden, ist es zweckmäßig, daß die Manschettenpackung 11 mit ihrer ringförmigen Ausnehmung nach dem Trommelinneren weist, so daß der bei der Gasabgabe erzeugte Überdruck den Anlagedruck der Packung gegen das Rohr 10 erhöht und dadurch eine sichere Abdichtung gegen die äußere Atmosphäre gewährleistet. Da der D ruckunter schied zwischen der Schälkammer 2 und der äußeren Atmosphäre, und somit auch der erforderliche Anlagedruck der Packung 11 gegen das Rohr 10, in der Praxis verhältnismäßig klein ist, wird der Verschleiß der Packung sehr gering sein. Da die Packung 11 so bemessen ist, daß sie gegen das Rohr 10 mit einer Vorspannung drückt, die von der Zentrifugalkraft nahezu ausgeglichen wird, wird der Verschleiß der Packung auf ein Minimum herabgesetzt. Durch die öffnungen 13 im Auslaßrohr 9 tritt Flüssigkeit in den Ringraum 14 ein und wirkt hier als Kühl- und Schmiermittel für die Packung, deren Lebensdauer dadurch weiterhin erhöht wird.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Zentrifuge mit einem hermetisch geschlossenen Auslaß und einer in der Trommel angeordneten Schälkammer, in die sich eine feststehende Schälvorrichtung mit einem zur Trommelachse konzentrischen Auslaßrohr erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Trommelkörper eine Manschettenpackung (11) von U-förmigem Querschnitt fest verbunden ist, die mit ihrer inneren Dichtfläche auf der Außenseite des Auslaßrohres (9,10) gleitet.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschettenpackung (11) so bemessen ist, daß sie an der Außenseite, des Auslaßrohres (9,10) mit einer so großen Vorspannung anliegt, daß die während des Betriebes der Zentrifuge auf dde Packung einwirkende Zentrifugalkraft ihr im wesentlichen das Gleichgewicht hält.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschettenpackung (11) mit ihrer ringförmigen Ausnehmung nach dem Trommelinneren weist.

4. Zentrifuge nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Schälkörper (8) mit einem zur Trommelachse konzentrischen zylindrischen Ansatz (15) in die ringförmige Ausnehmung der Manschettenpackung (.11) ragt und ein oder mehrere Kanäle (13) zur Zufuhr von Flüssigkeit in den Ringraum zwischen der Außenseite des Auslaßrohres (9,10) und der Innenseite des zylindrischen Ansatzes (15) münden.

5. Zentrifuge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (13) aus einer oder mehreren öffnungen in der Wand des Auslaßkanals (9) der Schälvorrichtung bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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