SE504616C2 - Anordning och förfarande för diskontinuerlig separering av partiklar ur en vätska genom centrifugalsedimentering - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 504 616 2 finns risk för turbulent strömning, vilket försämrar separe- ring. Tömningen av sediment vid de höga varvtalen stör sepa- reringen, och tömningen blir ofta ofullständig. Även sediment- tömningen kräver hög energiförbrukning, och risk för igensätt- ning finns. Slutligen kan sedimentet skadas på grund av sönder- slagning vid tömningen.

Ett huvudsakligt ändamål med föreliggande uppfinning är att föreslå en centrifugalsepareringsanordning som avhjälper i varje fall flertalet av ovannämnda brister hos kända centri- fugalseparatorer och som kan uppfylla följande krav på effektiv separering av såväl process- som avloppsströmmar: - skall kunna separera små partiklar med densitet nära den kontinuerliga vätskefasen vid moderata varvtal, dvs. g-tal under 100 - lägre investeringsbehov än för dagens centrifuger med motsvarande kapacitet - lägre energibehov än för dagens maskiner med motsvarande kapacitet - måste vara tillförlitlig och ej orsaka driftsavbrott t.ex. på grund av igensättning, dvs. ha hög tillgänglighetsgrad - bör vara kompakt och enkel att installera - sedimentet bör ha hög torrsubstanshalt - bör klara även relativt aggressiva vätskor - bör kunna pastöriseras vid temperaturer strax under 1oo°c - skall kunna diskas utan demontering.

Sålunda eftersträvas en separator som har den statiska sepa- ratorns ordnade laminära flöde och som i kombination med ett måttligt g-tal ger en större separationskapacitet till en effektivare, mindre installationsvolym.

För åstadkommande av detta utmärker sig den inledningsvis nämnda anordningen enligt uppfinningen av att sedimenterings- ytelementen bildas av en mångfald intilliggande, axiellt och i 10 15 20 25 30 35 504 616 3 ringformation runt den roterbara behållarens centrumaxel orienterade rörelement öppna vid sina båda ändar. Genom att sålunda anordna ett mycket stort antal axiellt riktade rör i separationskammaren, vilka har en relativt liten diameter och väggtjocklek, kan en mycket stor separe-ringsarea erhållas sam- tidigt som en huvudsakligen laminär strömning tillförsäkras genom strömningskanalerna i rören, där sedimenteringssträckan till rörväggen är kort, vilket innebär att sedimentet avsätter sig effektivt på väggarna även vid relativt måttliga varvtal (g-tal).

Genom US-A-3 695 509 är förut känd en centrifugalseparerings- anordning, vars separeringszon - i likhet med anordningen enligt föreliggande uppfinning - bildas av en mångfald in- tilliggande, axiellt och i ringformation orienterade rör- element, men det föreligger här väsentliga principiella skill- nader såväl i separeringsförfarandena som i de konstruktiva utförandena av anordningarna. Sålunda avser uppfinningen enligt US-A-3 695 509 en anordning för kontinuerlig centrifugalsepa- rering av blandningar av vätskor innehållande en tung och en relativt lätt vätskefas, exempelvis en emulsion av olja och vatten eller liknande, varvid - i enlighet med fig. 2 - man separerar dessa vätskefaser genom att leda in vätskeblandningen i en övre samlingskammare, varefter blandningen får strömma genom rörkanaler under ett högt g-tal av ca 900-1250, så att den tyngre vätskefasen (exempelvis vatten) under sin transport genom rören lägger sig radiellt ytterst i dessa, medan den lättare vätskefasen (exempelvis oljedroppar) pressas radiellt inåt. De i rörkanalerna separerade vätskefaserna tas sedan kontinuerligt ut ur separatorn på olika radiella avstånd från den roterande behållarens centrumaxel.

Vid förfarandet och anordningen enligt föreliggande uppfinning är det emellertid fråga om att ur en vätska separera relativt svårseparerbara partiklar, typ fasta partiklar, med en densitet nära den hos vätskan genom sedimentering av partiklarna i en separeringszon med hjälp av måttliga centrifugalkrafter. Det 10 15 20 25 30 35 504 616 4 handlar alltså vid föreliggande uppfinning om ett diskonti- nuerligt separeringsförfarande, där separerade partiklar skall uppfångas och avsättas på rörkanalväggarna i separeringszonen, medan den från partiklar befriade vätskan (effluenten) strömmar ut ur separatorn, varvid, när partikelkoncentrationen i efflu- enten börjar öka och överstiger ett förutbestämt värde till följd av igensättning av rörkanalerna med avsatt partikelsedi- ment, inflödet av vätske-partikelblandningen och rotationen av behållaren avbrytes för att avlägsna sedimentet från rörvägg- arna genom tyngdkraften med eller utan renspolning och därefter uttömma sedimentet via ett separat öppningsbart slamutlopp.

Separatorn enligt US-A-3 695 509 (fig. 2) är ej avsedd och skulle inte på något sätt vara lämpad för separering av par- tiklar genom sedimentering av dessa i de visade rörkanalväg- garna. Något för föreliggande förfarande fungerande tömnings- och utloppsarrangemang finns ej. Dessutom skulle de höga g-tal (varvtal) med vilka den kända anordningen arbetar orsaka en alltför hög kompression och därmed sönderslagning av partikel- sedimentet.

Lämpligen är rörelementen vid anordningen enligt föreliggande uppfinning framställda av plast, såsom polypropen eller lik- nande. Härigenom kan hela insatsen av partikelavskiljande separationsytelement göras extremt billig och lätt, då i princip rörelement av enkel, billig sugrörstyp kan användas på ett effektivt sätt.

Andra särdrag hos anordningen enligt uppfinningen är angivna i efterföljande osjälvständiga patentkraven 2-17.

Alternativt är det inom ramen för uppfinningen möjligt att ersätta rörelementen med en rotationskropp, där separerings- ytelementen bildas av väggarna hos en mångfald intilliggande, axiellt orienterade kanaler eller hål i rotationskroppen, vilka är öppna vid sina båda ändar. 10 15 20 25 30 35 504 616 5 Uppfinningen avser även ett förfarande för diskontinuerlig separering av partiklar ur en vätska genom centrifugalsedi- mentering av dessa, vid vilket en vätske-partikelblandning, som skall separeras, ledes in i en inloppskammare hos en roterande separatorbehállare, där vätske-partikelblandningen bringas att medrotera rotationen hos behållaren. Det särskilt utmärkande för förfarandet är därvid att vätskeblandningen därefter bring- as att strömma med huvudsakligen laminär strömning genom en mångfald i omkretsriktningen och i radiell riktning intillig- gande, axiellt och i ringformation runt behållarens centrumaxel anordnade, parallella kanaler öppna vid sina båda ändar, varvid partiklarna i den genom kanalerna strömmande vätske-partikel- blandningen underkastas ett g-tal understigande 500, före- trädesvis understigande 100, för att genom centrifugalkrafter sedimenteras på kanalväggarna, medan den separerade, renade vätskan ledes till ett utlopp, varvid, när partikelkoncentra- tionen i den renade vätskan överstiger ett förutbestämt värde, inflödet av vätske-partikelblandningen och rotationen av sepa- ratorbehållaren avbrytes för tömning av det på kanalväggarna uppfångade partikelsedimentet genom ett öppningsbart utlopp.

Ytterligare särdrag hos förfarandet enligt uppfinningen är angivna i de efterföljande osjälvständiga patentkraven 20-23.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig. 1 är en schematiskt sidovy av en första utföringsform av en enligt centrifugalprincipen arbetande separeringsanordning enligt föreliggande uppfinning; Fig. la visar anordningen i Fig. 1 försedd med en inloppsflödet till separeringszonen styrande bricka; Fig. 2 är en tvärsektionsvy av separeringsanord- ningen, tagen längs linjen A-A i Fig. 1; Fig. 2a visar i förstorad skala ett parti av ett första utförande av ett rörknippe i separeringszonen; Fig. 2b visar i förstorad skala ett parti av ett 10 15 20 25 30 35 504 616 6 andra utförande av rör- eller kanaltvärsnittet i separeringszonen; Fig. 2c visar i förstorad skala ett utförande där separeringsytelementen bildas av en mángfald intill- liggande axiella kanaler eller hål i en rotations- kropp; Fig. 3 är en schematisk sidovy av en andra utförings- form av en separeringsanordning enligt föreliggande uppfinning; Fig. 4 är en schematisk sidovy av en tredje ut- föringsform av en separeringsanordning enligt före- liggande uppfinning; Fig. 5 visar ett modifierat utförande av utlopps- partiet av separeringsanordningen enligt uppfinningen; Fig. 6a och 6b visar ett tänkbart utförande av en av centrifugalkraften stängbar sedimentutloppsöppning hos anordningen enligt uppfinningen; och Fig. 7 visar ett annat tänkbart utförande av ett sedimentutlopp hos separeringsanordningen enligt uppfinningen.

I Fig. 1 betecknas generellt med 10 en med centrifugalkraft- separation arbetande anordning enligt en första utföringsform av uppfinningen. Anordningen 10 innefattar en separeringsrotor 12 som är roterbart uppburen och lagrad i en bärare 14 medelst ett rullningslager 16. Rotorn 12 innefattar en vätsketät be- hållare 18, vilken begränsas av en cylindervägg 20 och en övre och en undre gavelvägg 22 resp. 24, samt en vertikal rotoraxel 26, som upptill uppbär en vridfast monterad kilremskiva 28, vilken via en icke visad kilrem står i drivförbindelse med en med variabelt varvtal arbetande elektrisk motor. Ett par lås- muttrar 29a, 29b sammanhàller rotons 12 delar pà bäraren 14.

Pà rotoraxeln 26 är inuti behållaren 18 monterad en fyllkropp 30 av exempelvis nylon eller liknande, vilken axiellt upptill begränsar en övre samlingskammare 32 med den övre gavelväggen 22. Axiellt nedtill begränsar fyllkroppen 30 en andra samlings- 10 15 20 25 30 35 504 616 7 kammare 34 med den undre gavelväggen 24. Radiellt utåt begrän- sar fyllkroppen 30 även en ringformig separeringskammare eller -zon 36 med den cylindriska väggen 20.

I rotoraxelns 26 övre del är upptaget ett tilloppshål 38 för den vätska, som skall separeras, och radiellt riktade inlopps- hål 39 förbinder tilloppshålet 38 med den övre samlingskammaren 32 i behållaren. I rotoraxelns 26 undre del är ett utloppshål 40 för den separerade vätskefasen anslutet till den undre sam- lingskammaren 34 via radiella hål 42. I den undre gavelväggen 24 är monterade stängnings- och öppningsbara sedimentdräne- ringsventiler 44 vid bottnen av en försänkning 45 i gavel- väggen.

I den ringformiga separeringskammaren 36 är anordnade yt- skapande separeringselement, vilka i enlighet med föreliggande uppfinning bildas av ett mycket stort antal tunnväggiga, axiellt orienterade rör 46 (se särskilt Fig. 2). Rören 46 består företrädesvis av ett lätt material, såsom plast, exempelvis PVC eller polypropen, och har en diameter under- stigande 10 mm, företrädesvis ca. 3 mm. Rören 46 är öppna vid båda ändar och vilar på ett styvt galler, nät eller silplåt 47, som har en fri hålarea som ej hindrar vätska eller sediment att passera.

Den ovan beskrivna anordningen arbetar på följande sätt: Den aktuella vätskeblandningen, som skall separeras, särskilt en sådan som innehåller fina, svårseparerbara partiklar med en densitet nära vätskefasens, inströmmar i separeringsrotorns 12 övre samlingskammare 32 via tilloppet 38 och inloppshålen 40, varvid vätskeblandningen accelereras till att medrotera be- hållaren 18. Varvtalet hos denna väljes relativt lågt, så att ett g-tal understigande ca 500, företrädesvis < 100, erhålles.

Vätskeflödet genom separeringskammaren 36, dvs. genom rören 46, anpassas till partiklarnas sjunkhastighet och separerings- rotorns 12 varvtal och kan beräknas enligt Stoke's lag eller bestämmas på experimentell väg. Vid sin passage genom rören 46 10 15 20 25 30 35 504 616 8 är vätskeblandningen fullständigt medbringad behållarens 18 rotation, vilket ger en laminär strömning och den bästa för- utsättningen för en bra separering. Sedimentationssträckan till rörväggen är kort, vilket innebär att partiklarna i vätskan avsätter sig på rörväggarna även vid relativt måttliga varvtal (g-tal) och bildar aggregat eller annan typ av sediment bero- ende på den aktuella applikationen, såsom skall beskrivas nedan med ett par praktiska exempel.

När separeringsgraden visar tendens att försämras, dvs. att partikelkoncentrationen i effluenten i utloppet 40 ökar, tyder detta på att rörpaketets sedimentkapacitet har uppnåtts, varvid tilloppet 38 stängs och rotationen avbrytes. När flödet upphört och rotorn 12 stoppats glider det koncentrerade sedimentet ner i den undre samlingskammaren 34, eventuellt med hjälp av kvar- varande vätska i behållaren. Dräneringsventilerna 44 hålles därvid öppna. Det skall noteras att varvtalet under centrifuge- ringen valts sådant, att sedimentet inte packas alltför hårt på rörväggarna. För vissa applikationer kan dock renspolning er- fordras, exempelvis vid förhöjd temperatur eller användning av rengöringskemikalier. Tömningen av sedimentet kan även under- lättas med hjälp av en vibrator, såsom skall beskrivas nedan under hänvisning till Fig. 5. Under tömningsfasen kan ett kontinuerligt flöde i den övriga processen upprätthållas medelst en icke visad bufferttank kopplad till tilloppet 38.

Tömningsfasen behöver ej ta mer tid än någon eller några minuter. I det i Fig. l visade utförandet passerar vätskan genom rören 46 i separeringskammaren 36 i gravitations- riktningen. 1 försedd med en i samlingskammaren 32 utbytbart placerad, flödesstyrande bricka I Fig. la visas separeringsanordningen i Fig. 49, avsedd att vid relativt låga vätskeflöden genom anordningen styra ut flödet till ett radiellt yttre område av rörpaketet 46 genom att övertäcka ett radiellt inre område av detsamma. 10 15 20 25 30 35 504 616 9 I Fig. 2 visas separeringsrotorn 12 i en tvärsektion, varvid rören 46 närmare visas i Fig. 2a i en utanförliggande cirkel i förstorad skala. I den ringformiga separeringskammaren 36 kan sålunda - i beroende av anordningens dimensionering - inpackas i storleksordningen flera tusen rör 46. Lämpligen kan rören 46 utgöras av önskade längder av typen konventionella "sugrör" som användes för drycker. Detta medför att vikten av paketet av separeringselement blir mycket liten och att framställnings- kostnaden blir låg. Rören 46 kan framställas som en sammanhäng- ande ringformig kassett, som på lämpligt sätt kan vara tätad i mellanrummen mellan de enskilda rören 46, exempelvis vid änd- partierna av rören, för att om så önskas förhindra strömning av vätskan i spalterna mellan rören.

I Fig. 2b visas ett alternativt utförande av rörelementen i form av rör 46' av sexhörningsform, sammanlagda till en "bikakeform". Denna "bikakeform" kan även erhållas genom sammanfogning av motsvarande profilerade skivor eller plåtar.

I Fig. 2c visas ett ytterligare alternativt utförande, där rörelementen 46, 46' ersatts av en materialkropp 50 i vilken är utformade en mängd axiella hål eller kanaler 50a, vars väggar bildar sedimenteringsytor i likhet med rörens 46, 46' väggar.

I Fig. 3 visas en andra utföringsform av separeringsanordningen enligt uppfinningen, där anordningen i allt väsentligt mot- svarar den i Fig. 1 beskrivna, men där separeringen istället sker i en riktning mot gravitationsriktningen i separerings- kammaren 36. Härvid inledes den aktuella vätskeblandningen, som skall separeras, genom ett tilloppsrör 48 inuti rotoraxeln 26 och införes i den undre samlingskammaren 34 via radiella inloppsrör 51. I samlingskammaren 34 sker en accelerering och medrotation av vätskan, varvid eventuella större partiklar kan separeras redan i kammaren 34 innan vätskan medbringas rören 46 i en strömningsriktning uppåt genom dessa för avsättning av de mindre, svårseparerbara partiklarna under huvudsakligen lami- nära strömningsförhållanden i rören 46. Den separerade vätskan 10 15 20 25 30 35 504 616 10 inströmmar därefter i den övre samlingskammaren 32 och utström- mar via utloppshål 52 till utloppet 40 i rotoraxeln 26. vid detta utförande får det på rörväggarna uppfångade sedimentet en kortare sträcka att förflyttas under tömningsfasen, eftersom sedimentet har en benägenhet att avsättas i större omfattning nedtill i rören 46.

I Fig. 4 visas en tredje utföringsform av separeringsanord- ningen enligt uppfinningen, där anordningen i allt väsentligt motsvarar de ovan beskrivna utförandena, men där separeringen genomförs i två koaxiella separeringskammare 36 och 53, bägge packade med rörformade separeringselement 46 som tidigare beskrivits. Den radiellt yttre separationskammaren 36 är åtskild från den radiellt inre kammaren 53 medelst en cylind- risk mellanvägg 54, som upptill sträcker sig in i den övre samlingskammaren och tillsammans med en horisontell väggdel 56 uppdelar den övre samlingskammaren i en inloppskammardel 58 och en utloppskammardel 60. Den andra, slutna samlingskammaren 34 utgörs i detta utförande en strömvändnings- och sedimentkam- mare. Såsom framgår av Fig. 4, ledes blandningsvätskan via tilloppet 38 och radiella inloppsrör 62 in i inloppskammardelen 58 och passerar därefter den radiellt inre separationskammaren 53 i gravitationsriktningen, varvid en första separering av lättseparerbart material sker, innan vätskeströmmen vändes i kammaren 34 och bringas att strömma mot gravitationsriktningen i den yttre separeringskammaren 36, där tack vare ett högre g- tal den huvudsakliga separeringen av små, svårseparerbara partiklar äger rum, innan effluenten därefter lämnar rotorn via de radiella hålen 64 och utloppet 40 i rotoraxeln 26.

När rörpaketens sedimentkapacitet uppnåtts och effluentens partikelhalt ökar, stoppas flödet och rotationen, varvid sedimentet på grund av tyngdkraften och den låga friktionen mot plaströrens väggar glider ned i kammaren 34, varifrån sedi- mentet kan tömmas såsom tidigare beskrivits eller genom andra metoder som beskrivas nedan under hänvisning till Fig. 5-7. En fördel med tvåkammarutförandet i Fig. 4 är att de större, 10 15 20 25 30 35 504 616 ll tyngre partiklarna som separerat i den inre kammaren 53 utsatts för ett lägre g-tal och därför inte packats alltför hårt för en effektiv tömning. Vibration eller spolning kan eventuellt er- fordras för fullständig dränering, och en icke visas buffert- tank ansluten till apparatens tillopp möjliggör kontinuerligt flöde i den övriga processen, om detta erfordras under den relativt korta tömningsperioden.

Tömning av sedimentkammaren 34 kan utföras enligt olika metoder beroende på arten av sediment. I Fig. 5 visas ett utförande med konisk bottengavel 66, där sedimentet tyngdkraftdräneras och lämnar anordningen via effluentutloppet 40 när rotationen upp- hör. En vibrator 68 kan vara anordnad att vibrera separerings- rotorn 12 för att effektivt tömma sedimentet.

Fig. 6a visar ett utförande med en skruvfjäderbelastad kul- ventil 70 monterad i rotorväggen 20, varvid kulans massa och fjäderkraften är anpassade så att ventilen vid rotation hålls stängd av centrifugalkraften, medan i Fig. 6b visas hur fjäder- kraften öppnat ventilen när varvtalet minskat och tillåter dränering av sedimentet.

I Fig. 7 visas ett tömningssystem bestående av en axiellt fjäderbelastad ventil som kan öppnas manuellt eller automatiskt med hjälp av ett styrdon. En bottengavel 72 är i detta fall vridfast lagrad på rotoraxeln 26 och rörlig i axiell led samt försedd med ett fjäderhus för en tryckfjäder 74 och en tätning 76 som tätar mot rotorväggen 20. I en fjäderhållare 77, fixerad på rotoraxeln 26, är hävarmar 78 lagrade. Genom att aktivera hävarmarna 78, såsom framgår av pilarna 80 i figuren kan fjäderkraften, som håller tätningen 76 tillsluten, upphävas och tätningen öppnas så att sedimentet kan tömmas. En förutsättning är att centrifugen, när separeringskammaren 36 är fylld med sediment, först stoppats för att tillåta sedimentet att glida ned i samlingskammaren 34. Därefter öppnas ventilen enligt ovan och maskinen startas så att sedimentet slungas ut av centri- 10 15 20 25 504 616 12 fugalkraften, varefter ventilen stängs och flödet kopplas pà och separeringsprocessen fortsätter.

Nedan beskrives nu ett par praktiska tillämpningsexempel.

Exemgel 1: En provseparering av jästceller (bagerijäst) genomfördes i en separeringsanordning enligt det först beskrivna utförandet enligt Fig. 1. Separeringskammarens 36 största radie var 150 mm och den minsta radien var 125 mm och den var packad med 2400 stycken rör av materialet polypropen med en diameter 3,00 mm och en godstjocklek 0,2 mm. Centrifugen roterade med 310 varv per minut och genererade således ca 16 g i den yttre delen av sedimentkammaren.

Jästen blandades med vatten så att en suspension med 0,9 volym-% jäst erhölls. Suspensionen pumpades in i centrifugen med en slangpump vars kapacitet kunde varieras genom inställ- ning av olika varvtal. Jästkoncentrationen bestämdes genom centrifugering i en laboratoriecentrifug under 1,5 minuter vid 11000 g och avläsning i graderade centrifugrör.

Separeringen genomfördes vid rumstemperatur ca 20*C och resultaten framgår av nedanstående tabell: 10 15 20 25 30 35 504 616 13 Flöde, liter per timme 23 60 94 132 Jästkonc. i ingående flöde, volym-% 0,9 0,9, 0,9 0,9 Jästkonc. i utgående flöde, volym-% 0,05 0,08 0,15 0,20 Jästavskiljningsgrad, % 94 91 84 79 Efter provtagningen fick maskinen fortsätta att arbeta vid ca. 100 liter per timme. När jästkoncentrationen i effluenten visade tendens att öka avbröts flödet och varvtalet sänktes successivt så att maskinen långsamt tömdes på renseparerad vätska. Då jäst började lämna maskinen placerades ett kärl under utloppet 40 och rotationen stoppades helt. För att tömma resterande jäst öppnades två stycken 10 mm dräneringspluggar 44 i botten 24 på sedimentkammaren 34, så att allt jästkoncentrat kunde dräneras. Det uppsamlade jästkoncentratet analyserades och befanns innehålla ca 60 volym-% jäst. Maskinen demonterades och endast obetydligt av jästen fanns kvar i rören, vilket visar att sediment enkelt kan dräneras från separeringskammaren då maskinen arbetat vid ovannämnda g-tal.

Exempel 2: En motsvarande provseparering av jäst genomfördes i separe- ringsanordningen försedd med två koncentriska ringformade separeringskammare 36, 53 enligt Fig. 4. Den yttre kammaren 36 hade samma dimensioner som i Exempel 1, medan den inre kamma- rens 52 största radie var 117 mm och minsta radie 75 mm och packad med 2800 stycken rör av samma typ som i exemplet ovan.

Högsta g-talet i den inre separeringskammaren 53 var 12.

Maskinen kördes vid samma varvtal utom för sista provtagningen då varvtalet höjdes till 420 varv per minut. 10 15 20 25 30 35 504 616 14 Separeringsresultaten framgår i nedanstående tabeller: Prov A Ingående flöde liter per timme 23 38 60 132 Jästkonc. i ingående flöde volym-% 1,0 1,0 1,0 1,0 Jästkonc. i utgående flöde volym-% 0,00 0,02 0,025 0,20 Jästavskiljningsgrad % 100,0 98,0 97,5 80,0 Prov B Varvtal. varv minut 310 310 310 310 310 420 Ingående flöde liter per timme 23 38 60 94 132 132 Jästkonc. i ingående flöde volym-% 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Jästkonc. i utgående flöde volym-% 0,00 0,01 0,02 0,05 0,15 0,06 Jästavskiljnings- grad % 100,0 99,3 98,7 96,7 90,0 96,0 Separeringsresultatet fràn prov B verifierar i stort sätt resultaten från A-provet, dvs. att en mycket god separering erhålles upp till en kapacitet av ca. 50.60 liter per timme och att en markant förbättring erhölls vid den högsta kapaciteten 132 1/tim när varvtalet höjdes från 310 till 420 varv per minut eller från 16 till 22 g i den yttre separationskammaren 36. Det visade sig också att även med två separeringskammare 36, 53 och det högre varvtalet kunde jästkoncentratet effektivt tömmas ur kammaren 34 då rotationen stoppades.

Det är inom ramen för föreliggande uppfinning möjligt att variera detaljutförandet av flera komponenter hos separerings- 504 616 15 anordningen. Exempelvis kan tvärsnittsprofilen hos de yt- skapande rörelementen eller kanalerna ha annan form än vad som omtalats och visats, exempelvis annan flerhörningsform eller oval form. Den massiva fyllkroppen 30 kan ersättas av en ihålig huskropp. Inloppen och utloppen kan lämpligen dimensioneras lika stora, varigenom man kan reducera tryckfallet 1 anordningen.

Claims (23)

lO 15 20 25 30 /6 504 616 PATENTKRAV

1. l. Anordning för diskontinuerlig separering av partiklar ur en vätska genom centrifugalsedimentering av dessa, innefattande en kring en vertikal axel roterbar behållare (18), vilken har ett tillopp (38: 48) för vätskan, ringszon (36) med sedimenteringsytelement, med separeringszonen som skall separeras, en separe- (36) kommunicerande övre och undre samlingskamrar (38: 58, 60 resp. 34), (36) befriats från partiklar, ningsbart utlopp (44: 70) för på sedimenteringsytelementen ett utlopp (40) för vätska som i separeringszonen samt ett öppnings- och stäng- uppsamlat partikelsediment, kännetecknad av att sedimenterings- ytelementen bildas av en mångfald intilliggande, axiellt och i ringformation runt den roterbara behållarens (18) centrumaxel orienterade rörelement (46) öppna vid sina båda ändar.

2. Anordning enligt krav l, kännetecknad av att den undre samlingskammaren (34) utgör dels en inloppskammare för vätskan, som skall separeras, dels en utloppskammare för på rörväggarna uppfångade partiklar, d.v.s. sedimentet, medan den övre sam- lingskammaren (32) utgör en utloppskammare för från partiklar befriad vätska, som strömmar uppåt genom rörelementen (46).

3. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att den övre samlingskammaren (32) utgör en inloppskammare för vätskan, som skall separeras, medan den undre samlingskammaren (34) utgör en utloppskammare dels för från partiklar befriad vätska, som strömmat nedåt genom rörelementen (46), dels för på rörväggarna uppfångade partiklar, d.v.s. sedimentet.

4. Anordning enligt krav 1, kännetecknad av att rörelementen är anordnade i två koncentriska ringformationer som är åtskilda inbördes av en vätsketät mellanvägg (54), och att den övre sam- lingskammaren ovanför rörelementen (46) är uppdelad i en in- loppskammardel (58) och en utloppskammardel (60), där inlopps- kammardelen (58) kommunicerar med den radiellt inre ringforma- 10 15 20 25 30 35 I? ' 504 616 tionen (53) av rörelementen (46) medan utloppskammardelen (60) kommunicerar med den radiellt yttre ringformationen (36) av rörelementen (46).

5. Anordning enligt krav 4, kännetecknad av att den undre samlingskammaren (34) under rörelementen (46) i behållaren (18) utgör dels en strömvändningskammare för vätskan som separeras, dels en uppsamlings- och tömningskammare för pà rörväggarna uppfàngat partikelsediment.

6. Anordning enligt något av kraven 1-5, kännetecknad av att rörelementen (46) har en diameter av ca 2-10 mm.

7. Anordning enligt krav 6, kännetecknad av att diametern är ca 3 mm.

8. Anordning enligt krav 7, kännetecknad av att rörelementen (46) har en väggtjocklek av ca 0,2 mm.

9. Anordning enligt nàgot av kraven 6-9, kännetecknad av att rörelementen (46) har cirkelrund eller polygonal tvärsektions- form.

10. Anordning enligt något av kraven 6-9, kännetecknad av att rörelementen (46) är framställda av plast, sàsom polypropen.

11. ll. Anordning enligt något av kraven 6-10, kännetecknad av att rörelementen (46) har en densitet nära den hos vätskan som separeras.

12. Anordning enligt något av kraven 6-ll, kännetecknad av att rörelementen (46) är sammanhängande förenade till en ringformig kassett av rörelement.

13. Anordning enligt något av kraven 6-12, kännetecknad av att rörelementen (46) är uppburna pà en bottenskiva (47) av fin- maskig nätstruktur. 10 15 20 25 30 35 /K 504 616

14. Anordning enligt något av kraven 1-13, kännetecknad av att behållaren (18) är roterbart lagrad i en överliggande bärare (14) över en vridfast med behållaren förbunden rotationsaxel (26), vilken har ett tilloppshàl (38) för vätskan som skall separeras.

15. Anordning enligt något av kraven 1-14, kännetecknad av att för bildande av sedimentutloppet har behållaren (18) ett bottenelement (72) som är axiellt rörligt mellan ett avtätat stängningsläge med en sidobegränsningsvägg (20) hos behållaren och ett från sidobegränsningsväggen (20) avlägsnat, öppet läge.

16. Anordning enligt något av kraven 1-14, kännetecknad av att av centrifugalkrafter stängningsbara sedimentutloppsventiler (70) är anordnade på en sidobegränsningsvägg (20) hos behålla- ren (18).

17. Anordning enligt något av kraven 1-16, kännetecknad av att ett vibratordon (68) är anordnat att vibrera behållaren (18) för att underlätta tömning av i densamma genom centrifugering uppsamlat sediment.

18. Anordning för diskontinuerlig separering av partiklar ur en vätska genom centrifugalsedimentering av dessa, innefattande en kring en vertikal axel roterbar behållare (18) med ett tillopp (38: 48) för vätskan, som skall separeras, en separeringszon (36) med sedimenteringsytelement, med separeringszonen (36) kommunicerande övre och undre samlingskamrar (32 resp. 34), ett utlopp (40) för vätska som i separeringszonen (36) befriats från partiklar, samt ett öppnings- och stängningsbart utlopp (44) för på sedimenteringsytelementen uppfångat partikelsedi- ment, kännetecknad av att sedimenteringsytelementen bildas av väggarna hos en mångfald intilliggande, axiellt orienterade kanaler (50a) hos en rotationskropp (50), vilka kanaler,(50a) är öppna vid sina båda ändar. 10 15 20 25 30 35 I? » ,504 616

19. Förfarande för diskontinuerlig separering av partiklar ur en vätska genom centrifugalsedimentering av dessa, vid vilket en vätske-partikelblandning, som skall separeras, ledes in i en inloppskammare (32: 34; 58) hos en roterande separatorbehållare (18), där vätske-partikelblandningen bringas att medrotera rotationen hos behållaren, kännetecknat av att vätske-partikel- blandningen därefter bringas att strömma med huvudsakligen laminär strömning genom en mångfald i omkretsriktningen och i radiell riktning intilliggande, axiellt och i ringformation runt behållarens centrumaxel anordnade, parallella kanaler (46: 50a) öppna vid sina båda ändar, varvid partiklarna i den genom kanalerna (46; 50a) strömmande vätske-partikelblandningen underkastas ett g-tal understigande 500, företrädesvis under- stigande 100, för att genom centrifugalkrafter sedimenteras på kanalväggarna, medan den separerade, renade vätskan ledes till ett utlopp (40), varvid, när partikelkoncentrationen i den renade vätskan överstiger ett förutbestämt värde, inflödet av vätske-partikelblandningen och rotationen av separatorbehålla- ren avbrytes för tömning av det på kanalväggarna uppfångade partikelsedimentet genom ett öppningsbart utlopp (44: 70).

20. Förfarande enligt krav 19, kännetecknat av att vätskebland- ningen ledes i en riktning vertikalt uppåt genom kanalerna (46: 50a).

21. Förfarande enligt krav 19, kännetecknat av att vätskebland- ningen ledes i en riktning vertikalt nedåt genom kanalerna (46: 50a).

22. Förfarande enligt krav 19, kännetecknat av att vätskebland- ningen ledes vertikalt nedåt i en radiellt inre grupp (53) av kanaler (46) och därefter vertikalt uppåt genom en radiellt yttre grupp (36) av kanalerna (46) dvs. i serie såväl med som mot gravitationsriktningen. :w 504 616

23. Förfarande enligt något av kraven 19-22, kånnetecknat av att behållaren bringas att vibrera vid tömning av sediment ur densamma.