DE19922236C2

DE19922236C2 - Zentrifuge und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE19922236C2
Application number: DE19922236A
Authority: DE
Inventors: Wilfried Mackel; Willi Niemerg; Thomas Kleimann
Original assignee: Westfalia Separator GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 1999-05-14
Filing date: 1999-05-14
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2019-05-15
Also published as: ATE256503T1; US6648809B1; JP3842974B2; DE50004796D1; DE19922236A1; DK1181102T3; EP1181102B1; EP1181102A1; JP2002543973A; WO2000069566A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus der DE 28 22 478 A1 ist eine Zentrifuge bekannt, die eine Schleudertrommel mit einem Kolbenschieber aufweist, dem eine Kammer zugeordnet ist, welche über Ka näle in einer Spindel mit einem Hydrauliksystem verbunden ist. Der Einlauf des Produktes erfolgt über ein zentrales Zulaufrohr von oben. Die Spindel befindet sich an der Unterseite der Schleudertrommel. Diese Konstruktion hat sich zwar an sich bewährt, sie stößt jedoch an ihre Grenzen, wenn der Produktbereich aus Hygiene gründen vom Antriebsbereich der Zentrifuge und den Steuerelementen des Antriebs sowie den Steuerelementen der Steuerfluidzufuhr außerhalb der Trommel (Ventile usw.) getrennt liegen soll.

Eine gattungsgemäße Zentrifuge ist aus der DE 617 703 C bekannt. Die in dieser Schrift gezeigte Zentrifuge soll derart weiterentwickelt werden, daß die Zuleitung des Steuerfluids auf besonders konstruktiv einfache Weise erfolgt, wobei der Pro duktbereich vom Antriebsbereich und von dessen Steuerelementen sowie von den Steuerelementen für die Steuerfluidzufuhr leicht trennbar sein soll.

Die Erfindung erreicht dieses Ziel durch den Gegenstand des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausführungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Da die Steuerfluidzuleitung und die Schleudergutzuleitung gemeinsam in die Schleudertrommel geführt werden und direkt nebeneinander verlaufen, kann eine konstruktiv getrennte Zuleitung des gasförmigen Mediums des Steuerfluids reali siert werden.

Die Steuerfluidzufuhr dient dazu, den verschieblichen Kolbenschieber zum Öffnen und Schließen von Feststoff-Austragsöffnungen in der Schleudertrommel zu betäti gen. Dabei grenzen an den Kolbenschieber eine Öffnungskammer und eine Schließkammer an.

Durch Druckaufbau mit dem Steuerfluid wird der Kolbenschieber bewegt, wobei es möglich ist, den Kolbenschieber federgespannt in einer seiner Arbeitsstellungen zu halten und ihn in die jeweils andere Arbeitsstellung durch Druckaufbau in entsprechenden Steuerkammern zu bewegen.

Das gasförmige Medium als Steuerfluid ist unkompliziert handhabbar und für einen Einsatz als Steuermedium unter schwierigen Bedingungen gut geeignet, auch beim direkten Kontakt mit dem Schleudergut der Kontamination desselben verhindert wird.

Besonders bevorzugt wird als Steuerfluid sterile Luft eingesetzt.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für eine Zentrifuge, bei welcher die Schleu dertrommel an einem Zentrifugenrahmen hängt, wobei das Zulaufrohr für das Schleudergut und der Zuführkanal für das Steuerfluid gemeinsam von oben in die Schleudertrommel geführt sind. Bei Zentrifugen mit hängenden Schleudertrommeln ist eine separate Zuleitung des Steuerfluides von unten in die Trommel nicht prakti kabel, da es nötig sein kann, die bei dem Trennungsvorgang abseparierten Feststof fe unterhalb der Trommel in einem sterilen Behälter zu sammeln. Dies wird durch die Steuerfluidzufuhr "von oben" deutlich vereinfacht.

Das doppelwandige Rohr bietet den Vorteil einer besonders platzsparenden Unter bringung der Steuerfluid- und der Schleudergutzuleitung.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den übrigen Unteran sprüchen zu entnehmen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Zentrifuge mit einem Kolbenschieber, der im linken Abschnitt der Zeichnung in seiner Öff nungsstellung und im rechten Abschnitt in seiner Schließstellung dar gestellt ist.

Angemerkt sei, daß sich die nachfolgend verwendeten Begriffe wie "unten", "oben" auf eine Zentrifuge beziehen, bei welcher das Zulaufrohr im wesentlichen senkrecht ausgerichtet ist und die Schleudertrommel unten an einem Zentrifugenrahmen hängt. Diese Begriffe sollen jedoch in keiner Weise beschränkend gewertet werden.

Fig. 1 zeigt eine als Separator ausgebildete Zentrifuge, die in an sich bekannter Weise eine nach unten hin angesetzte Schleudertrommel 2 zur Auftrennung eines Schleudergutes in verschiedene Komponenten aufweist. Das Schleudergut bzw. die Schleuderflüssigkeit wird von oben nach unten durch ein zentrales Zulaufrohr 4 in die Schleudertrommel 2 geleitet.

Die Schleudertrommel 2 ist an einem Zentrifugenrahmen 6 mit einem unteren Rahmenansatz 8 aufgehängt. Der Antriebsabschnitt 10 der Zentrifuge - welcher in an sich bekannter Weise ausgebildet werden kann und daher hier nicht detailliert dargestellt wird - wird oberhalb der Schleudertrommel 2 im und/oder am Zentrifu genrahmen 6 angeordnet und ist über einen - hier ebenfalls nicht detailliert darge stellten - Dichtabschnitt 12 im Rahmenansatz 8 gegen die Schleudertrommel 2 ab gedichtet. Die Schleudertrommel 2 ist damit von ihrem Antriebsanschnitt nebst des sen Steuerelementen baulich klar getrennt.

An das untere Ende des Rahmenansatzes 8 ist ein Behälterdeckel 14 angeflanscht, welcher mittig vom Zulaufrohr 4 durchsetzt wird. Der Behälterdeckel 14 weist hier eine im wesentlichen radial ausgebildete Bohrung 16 auf, welche als Ableitungska nal für eine mittels einer Schälscheibe 18 aus einer Schälkammer 20 abgeleitete Flüssigkeitsphase aus der Schleudertrommel 2 dient. Die Bohrung 16 mündet in ei nem Ablaufrohr 22.

An den Behälterdeckel 14 ist ein die Schleudertrommel 2 in ihrem oberen Bereich umgebender oberer Behältermantel 24 angeformt, der als oberer Abschluß eines hier kegeligen Behälters 26 zur Feststoffaufnahme dient, wobei der untere Ab schnitt 28 des Behälters nach unten hin von der Zentrifuge abnehmbar ist und in ei nem Behälterrahmen 30 steht.

Die eigentliche Schleudertrommel 2 weist einen das Zulaufrohr 4 umgebenden Verteiler 32 mit einem außen an den Verteiler 32 angesetzten Tellerpaket 34 auf. Das Tellerpaket 34 befindet sich in einem nach oben und unten hin hier konisch verengenden Schleuderraum 36, der nach oben hin von einem konisch geformten Trommeldeckel 38 und nach unten hin von einem unten an den Verteiler 32 ange formten Schleuderraumboden 40 begrenzt wird. Der Trommeldeckel 38 ist in ein Tommelunterteil 42 eingesetzt und im Trommelunterteil 42 mit einem Verschluß ring 44 verschraubt.

Zwischen dem Schleuderraumboden 40 und der unteren Gehäusewandung des Trommelunterteiles 42 ist ein verschieblich geführter, ringförmiger Kolbenschieber 46 mit einem hier im wesentlichen L-förmigen Wandungsquerschnitt angeordnet, an den nach oben hin eine Öffnungskammer 48 und nach unten hin eine Schließ kammer 50 angrenzt. Als unterer Schließkammerboden 52 dient die untere Wan dung des Trommelunterteiles 42. Zwischen der unteren Wandung des Kolbenschie bers 46 und dem Schließkammerboden 52 - also in der Schließkammer 50 - sind Schließfedern 54 angeordnet, welche den Kolbenschieber 46 in Schließstellung halten, in welcher er die Feststoff-Austrittsöffnungen 56 im äußeren Mantel der Trommelunterteiles 42 verschließt (rechter Teil der Fig. 1).

Die Öffnungskammer 48 ist zwischen dem Kolbenschieber 46 und der unteren Wandung des Verteilers 32 bzw. dem Schleuderraumboden 40 ausgebildet. Die Steuerfluidzufuhr in die Öffnungskammer 48 erfolgt über eine Steuerfluid- Zuleitung 58 im Verteiler 32.

Die Steuerfluid-Zuleitung 58 mündet in einem das Zulaufrohr 4 umgebenden, ring förmigen Zuführkanal 60 zwischen der Innenwandung des Verteilers 32 und dem in den Verteiler 32 eingesetzten Zulaufrohr 4. Die Innenwandung des Verteilers 32 und die Wandung des Zulaufrohres 4 bilden dabei eine Art "Rohr mit Doppelwan dung" aus, wobei der eigentliche Zuführkanal 60 für das Steuerfluid das Zulaufrohr 4 für das Schleudergut konzentrisch umgibt.

In Fig. 1 durchzieht der Verteiler 32 der Zentrifuge diese vom oberen Endbereich des Zentrifugenrahmens 6 bis zum Schließkammerboden 52 einstückig. In der Pra xis wird dieses Element jedoch vorzugsweise aus mehreren Teilen zusammenge setzt.

Oberhalb des oberen Endbereiches des Zentrifugenrahmens 6 ermöglicht ein axialer Anschluß 62 die Zuleitung des Schleudergutes in das Zulaufrohr 4. Ein hier radial nach außen gerichteter Anschluß 64 dient zur Zuleitung des Steuerfluides - insbe sondere der Zufuhr von steriler Steuerluft - in den das Zulaufrohr umgebenden Zu führkanal 60.

Die Funktion der Zentrifuge der Fig. 1 ist wie folgt.

Die Zuleitung des Schleudergutes erfolgt durch den Anschluß 62 und das Zu laufrohr 4 sowie durch eine Axialbohrung 66 des Verteilers 32 und eine Bohrung 68 im Schleuderraumboden 40 in den Schleuderraum 36. Feststoffe werden aus dem Schleuderraum 36 durch die Öffnungen 56 ausgetragen, flüssige Phasen durch die Schälkammer 20 mit der Schälscheibe 18.

Die Steuerluft wird als Steuerfluid durch den Anschluß 64 in den das Zulaufrohr 4 konzentrisch umgebenden Zuführkanal 60 geleitet. Von dort strömt die Steuerluft in die Steuerfluidzuleitung 58 und von dort in die Öffnungskammer 48. Dadurch wird bei entsprechendem großem Druckaufbau in der Öffnungskammer 48 der Kolben schieber 46 gegen die Federkraft der Schließfedern 54 nach unten gedrückt, was die Feststoff-Austrittsöffnungen 56 öffnet (linker Abschnitt der Fig. 1). Eine Absen kung des Druckes in der Öffnungskammer 48 resultiert dagegen aufgrund der Fe derkraft der Schließfedern 54 in einem Verschieben des Kolbenschiebers 46 nach oben, was die Feststoff-Austrittsöffnungen 56 wieder verschließt.

Da der Kolbenschieber 46 und die Außenwandung der Schleudertrommel 2 Durch gangsbohrungen 70, 72 aufweisen, welche in einer der Arbeitsstellungen des Kol benschiebers 46 miteinander in Wirkverbindung stehen und mit einem Stopfen 74 ver schließbar sind, ergibt sich nach dem Entfernen des Stopfens eine einfache Mög lichkeit zur Reinigung der Steuerfluidwege (60, 58, 48) sowie weiterer Zentrifu genelemente z. B. mit einer Spülflüssigkeit oder einem Spülgas, beispielsweise zur besonders unkomplizierten Durchführung eines CP-(Cleaning in Place)Vorganges.

Bezugszeichen

2

Schleudertrommel

4

Zulaufrohr

6

Zentrifugenrahmen

8

Rahmenansatz

10

Antriebsabschnitt

12

Dichtabschnitt

14

Behälterdeckel

16

Bohrung

18

Schälscheibe

20

Schälkammer

22

Ablaufrohr

24

Behältermantel

26

Behälter

28

unterer Behälterabschnitt

30

Behälterrahmen

32

Verteiler

34

Tellerpaket

36

Schleuderraum

38

Trommeldeckel

40

Schleuderraumboden

42

Tommelunterteil

44

Verschlußring

46

Kolbenschieber

48

Öffnungskammer

50

Schließkammer

52

Schließkammerboden

54

Schließfedern

56

Feststoff-Austrittsöffnungen

58

Steuerfluidzuleitung

60

Zuführkanal

62

axialer Anschluß

64

radialer Anschluß

66

Axialbohrung

68

Radialbohrung

70

,

72

Durchgangsbohrungen

74

Stopfen

Claims

1. Zentrifuge, die folgendes aufweist:

a) eine Schleudertrommel (2),
b) ein in die Schleudertrommel (2) mündendes Zulaufrohr (4) zur Zuleitung eines Schleudergutes durch einen Verteiler (32) in die Schleudertrommel (2),
c) einen Zuführkanal (60) zur Zuführung eines Steuerfluids in einen Öff nungsabschnitt der Schleudertrommel (2), welcher konzentrisch dem Zulaufrohr (4) für das Schleudergut zugeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

a) das Steuerfluid ein gasförmiges Medium ist,
b) die Schleudertrommel (2) einen verschieblichen Kolbenschieber (46) zum Öffnen und Schließen von Feststoffaustragsöffnungen (56) in der Schleudertrommel (2) aufweist,
c) wobei dem Kolbenschieber (46) eine Öffnungskammer (48) und eine Schließkammer (50) zugeordnet ist
d) und zwischen dem Zuführkanal (60) und der Öffnungskammer (48) eine Steuergaszuleitung (58) im Verteiler (32) der Schleudertrommel (2) aus gebildet ist, derart, daß durch Druckaufbau bzw. Druckabbau mittels Steuergas der Kolbenschieber betätigbar ist.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleudertrom mel (2) an einem Zentrifugenrahmen (8) hängt, wobei das Zulaufrohr (4) für das Schleudergut und der Zuführkanal (2) für das Steuerfluid gemeinsam von oben in die Schleudertrommel (2) geführt sind.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu laufrohr (4) eine äußere und eine innere Rohrwandung aufweist, wobei der Ring zwischenraum zwischen der äußeren und der inneren Rohrwandung als Zuführ kanal (60) für das Steuerfluid nutzbar ist.

4. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß der Kolbenschieber (46) und die Außenwandung der Schleuder trommel (2) Durchgangsbohrungen (70, 72) aufweisen, welche in einer der Ar beitsstellungen des Kolbenschiebers (46) miteinander in Wirkverbindung stehen und mittels Stopfen (74) verschließbar sind, so daß eine Reinigung der Steuer fluidwege (Zuführkanal 60, Steuerfluidzuleitung 58, Öffnungskammer 48) mit tels Durchleitung eines Spülgases oder einer Steuerflüssigkeit möglich ist.

5. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des oberen Endbereiches des Zentrifugenrahmens (6) ein An schluß (62) zur Zuleitung des Steuerfluids in das Zulaufrohr (4) und ein An schluß (64) zur Zuleitung des Steuerfluids in den Zuführkanal (60) vorgesehen sind.

6. Zentrifuge nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Medium sterile Steuerluft ist.