DE69613121T2 - Zentrifugalabscheider - Google Patents

Description

• Die folgende Erfindung bezieht sich auf eine Zentrifuge, die insbesondere vorgesehen ist zum Befreien einer Flüssigkeit, z. B. Wasser, sowohl von leichten Schwebeteilchen, z. B. Öltropfen, die eine kleinere Dichte haben als die Flüssigkeit, als auch von schweren Schwebeteilchen, z. B. Feststoffe, die eine größere Dichte haben als die Flüssigkeit.
• Ausgangspunkt für die Erfindung ist eine Zentrifuge mit einem Rotor zur Drehung um eine sich durch den Rotor erstreckende Mittelachse, wobei
• - ein Rotorkörper, der eine erste Endwand und eine zweite Endwand aufweist, die jeweils axial auf einer Seite einer die Rotorachse umgebenden Trennkammer angeordnet sind, einen Mitteleinlaß für die Flüssigkeit bildet, die die leichten und schweren Schwebeteilchen enthält, sowie einen ersten mittleren Auslaß durch die erste Endwand für die von den leichten und schweren Teilchen befreite Flüssigkeit und einen zweiten mittleren Auslaß für eine leichte Flüssigkeitsphase, die die abgetrennten leichten Teilchen enthält,
• - ein Stapel von konischen Trennscheiben in der Trennkammer auf eine solche Weise angeordnet ist, daß die Trennscheiben, die Bodenabschnitte und Spitzenabschnitte haben und beabstandet voneinander angeordnet sind, koaxial mit dem Rotor angeordnet sind, wobei ihre Spitzenabschnitte der ersten Endwand zugewandt sind,
• - jeder von mehreren Einlaßkanälen, die um die Achse herum verteilt sind und den mittleren Einlaß des Rotorkörpers mit der Trennkammer verbinden, eine Neigung in Bezug auf die Achse in derselben Richtung hat wie eine Generatrix jeder der konischen Trennscheiben,
• - die Trennscheiben mehrere Reihen von ausgerichteten Löchern aufweisen, die mehrere parallele Verteilungskanäle durch den Stapel bilden, die mit den Zwischenräumen zwischen den Trennscheiben in Verbindung stehen und an ihren Enden, die der ersten Endwand am nächsten sind, mit den Einlaßkanälen in Verbindung stehen, und
• - jeder einer Anzahl von Auslaßkanälen, die um die Rotorachse herum verteilt und für die Flüssigkeit vorgesehen sind, die von den leichten und schweren Teilchen befreit worden ist, eine Kanalöffnung in der Trennkammer in der Nähe der ersten Endwand hat, die sich von dieser Kanalöffnung zur Rotorachse hin öffnet.
• Eine z. B. aus der SE-19 666 und SE-21 885 (beide 1904 erteilt) bekannte Zentrifuge dieser Art hat bestimmte Vorzüge gegenüber anderen Zentrifugen. Ein Vorteil besteht darin, daß die in der Zentrifuge zu behandelnde Flüssigkeit in die Trennkammer des Rotors an der Rotorendwand zugeführt wird, die dem Spitzenabschnitt der Trennscheiben zugewandt ist. Das macht unter dem Gesichtspunkt der Trennung einen effektiven Gebrauch der Einlaßkanäle möglich, die sich zwischen dem Mitteleinlaß des Rotors und den sog. Verteilungskanälen im Trennscheibenstapel erstrecken. Aufgrund der Neigung dieser Einlaßkanäle in Bezug auf die Rotorachse kann die in den Einlaßkanälen erzielte Vortrennung der Flüssigkeit maximal sein, d. h. das Resultat dieser Vortrennung wird nicht durch eine unerwünschte Querströmung der Teilströmungen der Flüssigkeit beeinträchtigt, die man durch die Vortrennung erhält, wenn diese Flüssigkeit weiter in die Verteilungskanäle geleitet wird. Man würde jedoch eine Querströmung dieser Art erhalten, wenn die Flüssigkeit am gegenüberliegenden Ende des Trennscheibenstapels in die Verteilungskanäle geleitet würde, nachdem sie durch die entsprechenden Einlaßkanäle geströmt ist, die dieselbe Neigung in Bezug auf die Mittelachse in diesem Teil des Rotors haben.
• Ein anderer Vorteil einer Zentrifuge der beschriebenen Art besteht darin, daß die in der oben beschriebenen Weise in die Trennkammer geleitete Flüssigkeit dem Rotor vorzugsweise durch die Rotorkörperendwand zugeführt werden kann, wo sich die Einlaßkanäle befinden. Die Flüssigkeit muß daher nicht axial durch den gesamten Rotor geführt werden, bevor sie in die Trennkammer eintritt, was heutzutage meistens in Zentrifugen mit kegelstumpfförmigen Trennscheiben der Fall ist. Dies ist insbesondere von Vorteil in Verbindung mit Rotoren, die relativ kleine Ausmaße haben und deren beide Endwände axial durch kraftaufnehmende Elemente zusammengehalten werden, die zentral im Rotor angeordnet sind.
• Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Zentrifuge der gerade beschriebenen Art auf eine solche Weise zu verbessern, daß sie die behandelte Flüssigkeit noch effektiver von schweren Schwebeteilchen befreien kann, als es bisher möglich war.
• Dieses Ziel wird in Übereinstimmung mit der Erfindung durch die Merkmale erreicht, daß
• - sich die Einlaßkanäle in eine Gegendruckkammer öffnen, die sich um die Rotorachse herum erstreckt und axial durch Kammerwände begrenzt ist, die im wesentlichen frei sind von Rotationsmitreißelementen, so daß sich die Flüssigkeit in der Gegendruckkammer bei einer Winkelgeschwindigkeit drehen kann, die kleiner ist als diejenige des Rotorkörpers,
• - die Gegendruckkammer einen ersten Abschnitt hat, der mit den Verteilungskanälen in Verbindung steht, und einen zweiten Abschnitt, der sich radial außerhalb des ersten Abschnittes befindet und mit mindestens einem Schlammdurchgang verbunden ist, und
• - der Schlammdurchgang mit der Trennkammer in einem ihrer Teile in Verbindung steht, der so angeordnet ist, daß sich abgetrennte schwere Teilchen vom Schlammdurchgang radial nach außen in die Trennkammer durch einen Bereich bewegen können, der sich axial und/oder radial außerhalb eines Strömungsraumes befindet, der den Trennscheibenstapel umgibt, und durch den die von den leichten Schwebeteilchen befreite Flüssigkeit auf ihrem Weg von den Zwischenräumen zwischen den Trennscheiben zu den Öffnungen der Auslaßkanäle strömen muß.
• Zunächst wird durch diese Erfindung verhindert, daß relativ große schwere Schwebeteilchen, die die zugeführte Flüssigkeit auf ihrem Weg durch die Einlaßkanäle begleiten, durch die Verteilungskanäle in den Trennscheibenstapel eindringen, wo dann das Risiko eines Verstopfens der Zwischenräume zwischen den Trennscheiben bestehen würde. Zweitens wird verhindert, daß nicht nur diese relativ großen, sondern auch einige relativ kleine schwere Schwebeteilchen hineingelenkt werden und damit zu dem Risiko führen, daß sie von der Flüssigkeit mitgerissen werden, die in der Trennkammer die Zwischenräume zwischen den Trennscheiben verläßt und in die Öffnungen der Auslaßkanäle strömt, die die abgetrennte Flüssigkeit aus der Trennkammer leiten sollen.
• Die beste Sicherung dagegen, daß schwere Teilchen die abgetrennte Flüssigkeit aus der Trennkammer hinaus durch die Auslaßkanäle begleiten, wird dadurch erreicht, daß sich der Schlammdurchgang in die Trennkammer an einem Ort radial außerhalb der darin befindlichen Auslaßkanalöffnungen öffnet.
• Der Schlammdurchgang kann vorzugsweise eine Fortführung radial außerhalb der Gegendruckkammer und wie diese im wesentlichen frei von Rotationsmitreißelementen sein. Dadurch wird ein wesentlicher Gegendruck gegen die nach außen gerichtete Flüssigkeitsströmung in der Gegendruckkammer erzielt, wodurch verhindert wird, daß die einlaufende Flüssigkeit durch den Schlammdurchgang in die Trennkammer eintritt. Auf diese Weise werden im wesentlichen nur abgetrennte Feststoffe aus der Gegendruckkammer in die Trennkammer durch den Schlammdurchgang geleitet.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen der ersten Endwand und dem Trennscheibenstapel eine konische Unterteilung angeordnet, wobei die Gegendruckkammer durch die konische Unterteilung und die erste Endwand und zwischen ihnen gebildet wird. In einer Ausführungsform nach dieser Art hat die konische Unterteilung vorzugsweise Durchgangsöffnungen, durch die die Einlaßkanäle mit den Verteilungskanälen in Verbindung stehen. Die konische Unterteilung erstreckt sich vorzugsweise auch radial außerhalb des Trennscheibenstapels und kann dadurch auch den Schlammdurchgang zwischen ihr und der ersten Endwand begrenzen.
• Die Auslaßkanäle für die abgetrennte Flüssigkeit können aus rohrförmigen Elementen gebildet sein, bestehen aber vorzugsweise aus Vertiefungen oder Bohrungen in der konischen Unterteilung. Falls gewünscht, kann die konische Unterteilung aus zwei konischen Scheiben bestehen, die etwas beabstandet voneinander koaxial angeordnet sind, wobei die Auslaßkanäle zwischen den beiden konischen Scheiben und mehreren dazwischen befindlichen und um die Rotorachse herum angeordneten Flügeln begrenzt werden.
• Eine Zentrifuge nach der Erfindung eignet sich insbesondere zur Trennung von relativ kleinen Mengen leichter und schwerer Schwebeteilchen von einer Flüssigkeit. Bei einem Trennbetrieb dieser Art ist die Abgabemenge an abgetrennter Flüssigkeit relativ groß im Vergleich zu der Menge der abgetrennten leichten Flüssigkeitsphase. Aus diesem Grund sind der Mitteleinlaß und der erste mittlere Auslaß des Rotors, die für die abgetrennte Flüssigkeit vorgesehen sind, an der ersten Rotorendwand angeordnet, während der zweite mittlere Auslaß des Rotors, der für die abgetrennte leichte Phase vorgesehen ist, an der zweiten Rotorendwand angeordnet ist. Letztere Endwand ist daher am besten geeignet zur Verbindung mit einer Antriebswelle zur Drehung des Rotors.
• Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
• In der Zeichnung ist ein Rotor 1 gezeigt, der auf der Oberseite einer drehbaren Antriebswelle 2 getragen wird. Der Rotor hat eine Mittelachse R, die mit der geometrischen Achse der Antriebswelle 2 zusammenfällt. Ein Motor (nicht gezeigt) ist zur Drehung der Antriebswelle 2 und damit auch des Rotors 1 um die Mittelachse R angeordnet.
• Der Rotor 1 hat weiterhin einen Rotorkörper, der einen unteren Teil 3 umfaßt sowie einen oberen Teil 4 und einen mittleren Teil 5. Der untere Teil des Rotorkörpers 3 umgibt die Antriebswelle 2 und ist fest damit verbunden. Der mittlere Teil 5 ist über einen Bolzen 6 mit der Antriebswelle 2 verbunden und ruht axial gegen einen Mittelabschnitt des unteren Rotorteils 3. Auf den oberen Abschnitt des mittleren Teils 5 ist ein Ring 7 geschraubt, der über einen radial einwärts gerichteten Flansch eine ringförmige Abdeckung 8 axial gegen den mittleren Teil 5 hält. Der Ring 7 ist auch so angeordnet, daß der obere Teil 4 des Rotorkörpers axial gegen einen radial äußeren Abschnitt des unteren Teils 3 des Rotorkörpers gepreßt wird. Auf diese Weise werden die Teile 3 und 4 des Rotorkörpers axial zusammengepreßt und fest mit der Antriebswelle 2 verbunden.
• Der Rotorkörper begrenzt eine Trennkammer 9, die die Achse R umgibt. Der obere Teil 4 des Rotorkörpers bildet eine erste Endwand 10 und eine Umgebungswand 11. Der untere Teil 3 des Rotorkörpers bildet eine zweite Endwand 12.
• In der Trennkammer 9 ist zur Rotation mit dem Rotorkörper ein Stapel von kegelstumpfförmigen Trennscheiben 13 in kleinen axialen Abständen voneinander befestigt. Abstandselemente (nicht gezeigt) sind zwischen benachbarten Trennscheiben 13 angeordnet und dienen als Mitreißelemente in den Räumen zwischen den Trennscheiben. Der Stapel aus den Trennscheiben 13, die koaxial mit der Achse R angeordnet sind und deren Spitzenabschnitte der ersten oberen Endwand 10 der Trennkammer zugewandt sind, ruht auf dem unteren Teil 3 des Rotorkörpers.
• Im Bereich der Trennkammer 9 ist der mittlere Teil 5 von einer Hülse (14) umgeben, die radial innerhalb des Trennscheibenstapels 13 angeordnet ist. Die Trennscheiben 13 haben radial äußere Kanten und radial innere Kanten und zwischen den letzteren und der Hülse 14 ist ein Strömungsraum 15 definiert.
• Durch den unteren Teil 3 des Rotorkörpers erstreckt sich axial ein Kanal 16, der an seinem oberen Ende mit dem Strömungsraum 15 in Verbindung steht und an seinem unteren Ende mit einem sich radial erstreckenden Kanal 17. Der Kanal 17 steht an seinem radial äußeren Ende mit dem unteren Teil der Trennkammer 9 in Verbindung und an seinem radial inneren Ende mit dem Mittelauslaß des Rotors in Form eines Überlaufauslasses 18. Es können mehrere Kanäle 16 und 17 vorhanden sein, die um die Achse R herum verteilt sind. An ihrem oberen Ende ist die Hülse 14 mit einer kegelstumpfförmigen Scheibe verbunden, die eine Unterteilung 19 innerhalb des Rotorkörpers bildet. Die Unterteilung 19 ist zwischen dem Trennscheibenstapel und der oberen Endwand 10 des Rotors angeordnet und hat mehrere Durchgangslöcher 20, die um die Achse R herum verteilt und axial mit entsprechenden Durchgangslöchern in den Trennscheiben 13 ausgerichtet sind. Die Öffnungen durch die Trennscheiben bilden mehrere parallele sog. Verteilungskanäle 21, die mit den Zwischenräumen zwischen den Trennscheiben 13 in Verbindung stehen und an ihren Enden, die der Endwand 10 am nächsten sind, mit einem ringförmigen Raum 23, der sich zwischen diese Endwand 10 und der Unterteilung 19 befindet. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, befinden sich die Verteilungskanäle 21 wesentlich näher an den Außenkanten der Trennscheiben 13 als an deren Innenkanten.
• Der Raum 22 erstreckt sich ohne Unterbrechung um die Rotorachse R, und die Endwand 10 wie auch die Unterteilung 19 sind frei von Vorsprüngen oder anderen Rotationsmitreißelementen im Bereich des Raumes 22. Zum Einhalten des Abstandes von der Endwand 10 während der Drehung des Rotors können Abstandselemente (nicht gezeigt) zwischen dem radial äußeren Teil der Unterteilung 19 und der Endwand 10 angeordnet sein.
• Auf ihrer Oberseite trägt die Unterteilung 19 entlang ihres radial innersten Abschnittes mehrere sich radial erstreckende Flügel, die zusammen mit der Unterteilung 19 und einem oberen Abschnitt des Mittelteils 5 mehrere Einlaßkanäle 23 begrenzen. Jeder dieser Einlaßkanäle 23, die eine Neigung in Bezug auf die Achse R haben, die der Neigung der Generatrix jeder der Trennscheiben 13 entspricht, beginnt in einer mittleren Aufnahmekammer 24 im Rotor und öffnet sich in den ringförmigen Raum 22. Es ist zu sehen, daß sich die Flügel und somit die Einlaßkanäle 23 radial nach außen an einen Ort durch die Öffnungen 20 in die Unterteilung 19 erstrecken.
• Die mittlere Aufnahmekammer 24 wird von den oberen Abschnitten des mittleren Teils 5 bzw. der konischen Unterteilung 19 und einer weiteren ringförmigen Unterteilung 25 begrenzt. Oberhalb der Unterteilung 25 ist zwischen dieser und der Abdeckung 8 eine Auslaßkammer 26 begrenzt.
• Durch die kegelstumpfförmige Unterteilung 19 erstrecken sich mehrere Auslaßkanäle 27 von der Trennkammer 9 an einem Ort radial außerhalb des Trennscheibenstapels zu einer entsprechenden Anzahl von kurzen, sich axial erstreckenden Rohren 28, die mit dem Mittelabschnitt der Unterteilung 19 verbunden sind. Die Rohre 28 erstrecken sich durch den Mittelteil 5 und die ringförmige Unterteilung 25 und öffnen sich in die Auslaßkammer 26. Axial oberhalb der Öffnungen der Rohre 28 in die Auslaßkammer 26 ist in der letzteren eine ringförmige sog. Schwerkraftscheibe 29 angeordnet, die einen mittleren Überlaufauslaß 30 aus der Trennkammer zur Auslaßkammer 26 bildet.
• Ein stationäres Einlaßrohr 31 öffnet sich in die Aufnahmekammer 34 und erstreckt sich mittig in den Rotor durch die Abdeckung 8 und die ringförmige Unterteilung 25.
• Eine sog. Schälscheibe 32, die ebenfalls stationär ist, ist mit dem Einlaßrohr 31 verbunden und erstreckt sich in die Auslaßkammer 26 an einen Ort radial außerhalb des Überlaufauslasses 30, der von der Schwerkraftscheibe 29 gebildet wird.
• In der Trennkammer 9 erstreckt sich ein radial äußerer Abschnitt 31 der kegelstumpfförmigen Unterteilung 19 an einen Ort radial außerhalb der Öffnungen der Auslaßkanäle 27 in der Trennkammer. Dieser radial äußere Abschnitt 33 der Unterteilung 19 wie auch der Abschnitt derselben Unterteilung, der radial zwischen den Öffnungen der Auslaßkanäle 27 und den radial äußeren Enden der Trennscheiben 13 liegt, haben im wesentlichen glatte Oberflächen, die der Trennscheibe 9 zugewandt sind. Diese Oberflächen sind somit frei von Mitreißelementen.
• Zwischen der Endwand 10 des Rotorkörpers und dem radial äußeren Abschnitt 33 der Unterteilung 19 ist ein sog. Schlammdurchgang 34 gebildet, der eine Verlängerung radial außerhalb des Raumes 22 bildet und relativ zur Rotorachse R auf dieselbe Weise geneigt ist wie die Einlaßkanäle 23. Radial außerhalb des Schlammdurchgangs 34 befindet sich ein Bereich 35 der Trennkammer 9, durch den sich die Teilchen vom Schlammdurchgang 34 zum radial äußersten Teil der Trennkammer bewegen können.
• Der Trennscheibenstapel 13 ist von einem Raum 36 umgeben, der einen Teil der Trennkammer 9 bildet und durch den die Flüssigkeit von den Zwischenräumen Geschwindigkeit zu drehen, die geringer ist, als diejenige des Rotorkörpers. Das beruht auf der Tatsache, daß der Raum 22 frei von Mitreißelementen ist.
• Die geringere Drehgeschwindigkeit des Teils der Flüssigkeit im Raum 22 führt zum Aufbau eines Gegendrucks für die radial nach außen gerichtete Flüssigkeitsströmung durch den Raum 22. Der Raum 22 bildet somit eine Art Gegendruckkammer. Eine Folge davon ist, daß der Widerstand, der einer Strömung der Flüssigkeit durch die Öffnungen 20 und weiter in die Verteilungskanäle 21 entgegenwirkt, kleiner ist als der Widerstand, der der Flüssigkeitsströmung in die Trennkammer 9 durch den gesamten Raum 22 und den Schlammdurchgang 34 entgegengesetzt wird.
• Ein großer Teil der schon vorgetrennten Schwebeteilchen, die sich in der Nähe der Endwand 10 im Raum 22 befinden, bewegt sich jedoch weiter entlang dieser Endwand 10 durch die Gegendruckkammer 22 und den Schlammdurchgang 34 und dann durch den Bereich 35 hinaus zum radial äußersten Teil der Trennkammer 9.
• Selbst ein kleiner Teil der Flüssigkeit, der die leichten Schwebeteilchen enthält, bewegt sich um eine gewisse Strecke radial auswärts in die Gegendruckkammer 22 und in den Schlammdurchgang 34. Während dieser Flüssigkeitsströmung werden die leichten Schwebeteilchen jedoch graduell von der Flüssigkeit im Schlammdurchgang aufgrund der Zentrifugalkraft getrennt und sammeln sich in einer Schicht in der Nähe der Unterteilung 19. Aufgrund ihres kleinen spezifischen Gewichts bewegen sie sich in dieser Schicht radial nach innen und erreichen graduell die Öffnungen 20 und werden durch die Flüssigkeitsströmung durch diese Öffnungen in die Verteilungskanäle 21 mitgerissen.
• Die in die Verteilungskanäle 21 eingetretene Flüssigkeit strömt weiter in die Zwischenräume zwischen den Trennscheiben 13. Zwischen den Trennscheiben werden die leichten Schwebeteilchen von der Flüssigkeit getrennt und bewegen sich zur Rotorachse R. An einem radialen Ort irgendwo im Zwischenraum zwischen den Trennscheiben 13 wird während des Rotorbetriebs eine Zwischenschicht zwischen einer sog. leichten Phase, die hauptsächlich aus abgetrennten leichten Teilchen besteht, und einer Flüssigkeitsphase, die von solchen leichten Teilen befreit worden ist, gebildet. Die leichte Phase kann, falls die leichten Teilchen aus Öl bestehen oder diese Ölteilchen oder -tropfen sich bei einer gewissen Konzentration miteinander verbinden, von einer kontinuierlichen Phase einer Flüssigkeit gebildet werden, die eine kleinere Dichte hat als die Dichte der Flüssigkeit, die von den leichten Teilchen befreit worden ist. Alternativ kann die leichte Phase von einer konzentrierten Suspension leichter Teilchen in der Flüssigkeit gebildet werden, d. h. Fetttröpfchen, die immer noch in einer kleinen Menge in der ursprünglichen Trägerflüssigkeit schweben. In beiden Fällen wird die leichte Phase aufgrund der Zentrifugalkraft graduell von Rückständen der ursprünglichen Trägerflüssigkeit befreit, wenn die leichte Phase den Strömungsraum 15 radial innerhalb der Trennscheiben 13 erreicht. Die leichte Phase enthält im Strömungsraum 15 ein Minimum der ursprünglichen Trägerflüssigkeit und strömt von dort aus dem Rotor durch die Kanäle 16 und 17 und den Überlaufauslaß 18 hinaus.
• Die von den leichten Schwebeteilchen befreite Flüssigkeit verläßt die Zwischenräume zwischen den Trennscheiben 13 radial auswärts und strömt durch den Bereich 36 der Trennkammer 9 in die Auslaßkanäle 27.
• Solange sich die Flüssigkeit zwischen den Trennscheiben 13 befindet, dreht sie sich um die Rotorachse R bei der im Wesentlichen selben Winkelgeschwindigkeit wie der Rotor, im Bereich 36 jedoch, der keinerlei Mitreißelemente aufweist, dreht sich die Flüssigkeit bei einer kleineren Winkelgeschwindigkeit als der Rotor. Die Flüssigkeit in diesem Bereich bewegt sich daher sowohl axial zu den Auslaßkanälen 27 als auch um den Trennscheibenstapel herum. Der Bereich, in dem die Flüssigkeit relativ zum Rotor in der Umfangsrichtung strömt, nachdem sie die Zwischenräume zwischen den Trennscheiben 13 verlassen hat, umfaßt den Raum um den Trennscheibenstapel herum - entlang der gesamten axialen Erstreckung des Stapels - und den ringförmigen Raum, der sich unmittelbar außerhalb der Öffnungen der Auslässe 27 befindet und vom radial äußersten Abschnitt 33 der Unterteilung 19 gebildet wird.
• Es ist zu anzumerken, daß sich somit der Bereich 35 der Trennkammer 9, durch den sich die vorgetrennten schweren Teilchen vom Schlammdurchlaß 34 zum radial äußersten Teil der Trennkammer 9 bewegen, vollständig außerhalb des gerade erwähnten Bereich befindet, in dem die Flüssigkeit von den Zwischenräumen zwischen den Trennscheiben in die Auslaßkanäle 27 strömt. Dadurch besteht kein Risiko, daß die vorgetrennten schweren Teilchen von der Flüssigkeit in die Auslaßkanäle 27 mitgerissen werden.
• Aufgrund der Tatsache, daß die Flüssigkeit nicht vollständig in die Rotordrehung im Bereich 36 mitgerissen wird, der die Trennscheiben umgibt, erzeugt die Flüssigkeit in diesem Bereich einen Strömungswiderstand für die Flüssigkeit, die auf ihrem Weg in eine Richtung weg von der Rotorachse zu den Auslaßkanälen 27 hin ist. Das bedeutet, daß die Flüssigkeitssäule, die zu einem großen Teil aus der abgetrennten leichten Phase besteht und sich zwischen dem Bereich 36 und dem Überlaufauslaß 18 befindet, vergleichsweise hoch sein kann, d. h. sie kann eine relativ große radiale Ausdehnung haben. Selbst wenn sich die Flüssigkeit im Bereich 36 bei der selben Geschwindigkeit wie der Rotor drehen würde, wäre die Flüssigkeitssäule notwendigerweise höher, d. h. hätte eine größere radiale Ausdehnung, als die Flüssigkeitssäule, die hauptsächlich aus abgetrennter Flüssigkeit besteht und sich zwischen dem Bereich 36 und dem Überlaufauslaß 30 der Schwerkraftscheibe 29 befindet. Aufgrund des Umstandes, daß der Bereich 36 keine Mitreißelemente für die Flüssigkeit aufweist, kann jedoch der Höhenunterschied zwischen den beiden Flüssigkeitssäulen extrem hoch gestaltet werden. Das macht eine maximale Reinheit der zum Schluß abgetrennten leichten Phase möglich, für die auf diese Weise hinreichend Zeit zum Reinigen von Rückständen der ursprünglichen Trägerflüssigkeit vorhanden ist.
• Wie schon erwähnt, sind die Oberflächen der Unterteilung 19, die der Trennkammer zugewandt sind, glatt, so daß sie die Flüssigkeit im Bereich 36 nicht wesentlich mitreißen können. Die Pille 37 im unteren Teil des Rotorkörpers 3 ist so eng, daß sie die Flüssigkeitsströmung im Bereich 36 nicht beeinflußt.

Claims (12)

1. Zentrifuge zum Befreien einer Flüssigkeit von leichten Schwebeteilchen, die eine kleinere Dichte haben als die Flüssigkeit, und schweren Schwebeteilchen, die eine größere Dichte haben als die Flüssigkeit, wobei die Zentrifuge einen Rotor aufweist, der zur Drehung um eine sich durch den Rotor erstreckende Mittelachse (R) angeordnet ist und in dem

- ein Rotorkörper (3-5), der eine erste Endwand (10) und eine zweite Endwand (12) aufweist, die jeweils axial auf einer Seite einer die Rotorachse (R) umgebenden Trennkammer angeordnet sind, einen Mitteleinlaß (24) für die Flüssigkeit bildet, die die leichten und schweren Schwebeteilchen enthält, sowie einen ersten mittleren Auslaß (26) durch die erste Endwand für die von den leichten und schweren Teilchen befreite Flüssigkeit und einen zweiten mittleren Auslaß (18) für eine leichte Flüssigkeitsphase, die die abgetrennten leichten Teilchen enthält,

- ein Stapel von konischen Trennscheiben (13) in der Trennkammer (9) auf eine solche Weise angeordnet ist, daß die Trennscheiben (13), die Bodenabschnitte und Spitzenabschnitte haben und beabstandet voneinander angeordnet sind, koaxial mit dem Rotor angeordnet sind, wobei ihre Spitzenabschnitte der ersten Endwand (10) zugewandt sind,

- jeder von mehreren Einlaßkanälen (23), die um die Achse (R) herum verteilt sind und den mittleren Einlaß (24) des Rotorkörpers mit der Trennkammer (9) verbinden, eine Neigung in Bezug auf die Achse (R) in derselben Richtung hat wie eine Generatrix jeder der konischen Trennscheiben (13),

- die Trennscheiben (13) mehrere Reihen von ausgerichteten Löchern aufweisen, die mehrere parallele Verteilungskanäle (21) durch den Stapel bilden, die mit den Zwischenräumen zwischen den Trennscheiben (13) in

- Verbindung stehen und an ihren Enden, die der ersten Endwand (10) am nächsten sind, mit den Einlaßkanälen (23) in Verbindung stehen, und jeder einer Anzahl von Auslaßkanälen (27), die um die Rotorachse (R) herum verteilt und für die Flüssigkeit vorgesehen sind, die von den leichten und schweren Teilchen befreit worden ist, eine Kanalöffnung in der Trennkammer (9) in der Nähe der ersten Endwand (10) hat, die sich von dieser Kanalöffnung zur Rotorachse (R) hin öffnet,

dadurch gekennzeichnet, daß

- sich die Einlaßkanäle (23) in eine Gegendruckkammer (22) öffnen, die sich um die Rotorachse (R) herum erstreckt und axial durch Kammerwände begrenzt ist, die im wesentlichen frei sind von Rotationsmitreißelementen, so daß sich die Flüssigkeit in der Gegendruckkammer (22) bei einer Winkelgeschwindigkeit drehen kann, die kleiner ist als diejenige des Rotorkörpers (3-5),

- die Gegendruckkammer (22) einen ersten Abschnitt hat, der mit den Verteilungskanälen (21) in Verbindung steht, und einen zweiten Abschnitt, der sich radial außerhalb des ersten Abschnittes befindet und mit mindestens einem Schlammdurchgang (34) verbunden ist, und

- der Schlammdurchgang (34) mit der Trennkammer (9) in einem ihrer Teile in Verbindung steht, der so angeordnet ist, daß sich abgetrennte schwere Teilchen vom Schlammdurchgang (34) radial nach außen in die Trennkammer (9) durch einen Bereich (35) bewegen können, der sich axial und/oder radial außerhalb eines Strömungsraumes (36) befindet, der den Trennscheibenstapel (13) umgibt, und durch den die von den leichten Schwebeteilchen befreite Flüssigkeit auf ihrem Weg von den Zwischenräumen zwischen den Trennscheiben (13) zu den Öffnungen der Auslaßkanäle (27) strömen muß.

2. Zentrifuge nach Anspruch 1, wobei sich der Schlammdurchgang (34) in die Trennkammer (9) an einem Ort radial außerhalb des Trennscheibenstapels (13) öffnet.

3. Zentrifuge nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich der Schlammdurchgang (34) in die Trennkammer (9) an einem Ort radial außerhalb der Kanalöffnungen öffnet.

4. Zentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Schlammdurchgang (34) eine Fortführung radial nach außen aus der Gegendruckkammer (22) bildet und, wie die letztere auch, im wesentlichen frei ist von Rotationsmitreißelementen.

5. Zentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei zwischen der ersten Endwand (10) und dem Trennscheibenstapel (13) eine konische Unterteilung (19) angeordnet ist, wobei die Gegendruckkammer (22) durch die konische Unterteilung (19) und die erste Endwand (10) und zwischen ihnen gebildet wird.

6. Zentrifuge nach Anspruch 5, wobei die konische Unterteilung (19) Durchgangsöffnungen (20) hat, durch die die Einlaßkanäle (23) mit den Verteilungskanälen (21) in Verbindung stehen.

7. Zentrifuge nach Anspruch 5, wobei sich die konische Unterteilung (19) radial außerhalb des Trennscheibenstapels (13) erstreckt und auf einer ihrer Oberflächen im wesentlichen glatt ist, die axial dem Strömungsraum (36) zugewandt ist, der radial außerhalb des Trennscheibenstapels (13) liegt und diesen umgibt.

8. Zentrifuge nach Anspruch 7, wobei die konische Unterteilung (19) die Auslaßkanäle (27) und ihre Kanalöffnungen in der Trennkammer (9) begrenzt.

9. Zentrifuge nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei sich ein Abschnitt (33) der konischen Unterteilung (19) über eine Strecke radial außerhalb der Kanalöffnungen in einen Bereich zwischen diesen und der ersten Endwand (10) erstreckt.

10. Zentrifuge nach Anspruch 9, wobei der Abschnitt (33) der konischen Unterteilung (19) eine im wesentlichen glatte Oberfläche hat, die der Trennkammer (9) zugewandt ist.

11. Zentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich der mittlere Einlaß (24) des Rotors für die zu behandelnde Flüssigkeit durch die erste Endwand (10) erstreckt.

12. Zentrifuge nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei sich der zweite Auslaß (18) des Rotorkörpers, der für die leichte Flüssigkeitsphase vorgesehen ist, durch die zweite Endwand (12) erstreckt.