DE2205089A1

DE2205089A1 - Screenless centrifuge for liquids

Info

Publication number: DE2205089A1
Application number: DE19722205089
Authority: DE
Inventors: James London. G04b 17-06 Campbell
Original assignee: Glacier Metal Co Ltd
Current assignee: Federal Mogul Engineering Ltd
Priority date: 1971-02-03
Filing date: 1972-02-03
Publication date: 1972-08-24
Also published as: CH543309A; GB1329203A

Description

Die Erfindung betrifft eine sieblose Schleuder zur Trennung zweier Flüssigkeiten von verschiedenem spezifischem Gewicht, mit einer hohlen Trommel und Auslassen für den schweren und den leichten Anteil.The invention relates to a screenless centrifuge for separating two liquids of different specific gravity, with a hollow drum and outlets for the heavy and light parts.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen Mitteln eine wirtschaftlich herstellbare und den beschriebenen Zwecken besonders zuverlässig entsprechende sieblose Schleuder der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die die Trennung der Flüssigkeiten unabhängig davon bewirkt, ob dabei auch eine Trennung von Feststoffteilchen von Flüssigkeit stattfindet.The invention is based on the object of an economically producible with simple means and the purposes described particularly reliable to create corresponding screenless centrifuge of the type mentioned, which separates the Liquids have the effect of regardless of whether there is also a separation of solid particles from liquid.

KLne uLeb Lose Schleuder zeichnet sich nach der Erfindung dadurch aus, daß die Trommel einen Verteilerbereich zur Aufnahme des zufließenden Flüssigkeitsgemischs mit Auslässen ·ί.\\ e iiier Atitriebakammer und zu einer Trennkammer, und dieKLne uLeb Lose Schleuder is characterized according to the invention in that the drum has a distribution area for receiving the inflowing liquid mixture with outlets . \\ e iiier drive chamber and a separation chamber, and the

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Trennkammer Auslässe für den schweren und den leichten Anteil aufweist.Separation chamber has outlets for the heavy and the light portion.

Zweckmäßig ist einer der zuletzt genannten Auslässe zur Antriebskammer hin geführt, so daß die Flüssigkeit zur Unterstützung des Trommelantriebes statt zu Schmier- bzw. anderen Zwecken benutzt werden kann.One of the last-mentioned outlets to the drive chamber is expedient out so that the liquid to support the drum drive instead of lubricating or other Purposes can be used.

Mit Vorteil sind im Verteilerbereich sowohl Düsen zum Einleiten von Flüssigkeit in die Trennkammer als auch Düsen zum Zuführen von Flüssigkeit in die Antriebskammer vorgesehen und so angeordnet bzw. vorwählbar und/oder einstellbar ausgebildet, daß der Flüssigkeitsstrom auf die beiden Kammern aufteilbar ist. Ist die Drehgeschwindigkeit der durch die aus der Antriebskammer austretende Flüssigkeit angetriebenen Trommel zu langsam, so kann diese Geschwindigkeit durch Verändern des in die Antriebskammer gerichteten Flüssigkeitsstromes erhöht werden, während die in die Trennkammer einfließende Flüssigkeitsmenge verringert wird. Normalerweise sind die Kenngrößen der Düsen entsprechend einer speziellen Aufgabenstellung gewählt. Es ist jedoch möglich, eine viskositätsabhängige, selbsttätige Steuerung vorzusehen. Dadurch ist die Verweilzeit der Flüssigkeit in der Trennkammer beeinflußbar, so daß,je nach Bedarf, durch Erhöhen bzw. Verringern des Trennungsgrades die Flüssigkeit zur Verfügung steht, die zum Antrieb der Trommel mit der zweckmäßig gewählten Geschwindigkeit erforderlich ist. Die aus dem Verteilerbereich in die Antriebskammer führenden Düsen sind vorzugsweise gegen die radial äußeren Teile der Trommel gerichtet, während die in die Trennkammer führenden Düsen vorzugsweise nahe der Drehachse angeordnet sind.Both nozzles for introducing liquid into the separation chamber and nozzles for Supply of liquid into the drive chamber is provided and so arranged or designed to be preselectable and / or adjustable, that the liquid flow can be divided between the two chambers. The speed of rotation is the one passing through the drive chamber liquid driven drum too slowly, this speed can be changed by changing it of the liquid flow directed into the drive chamber can be increased, while that flowing into the separation chamber The amount of liquid is reduced. Usually the characteristics of the nozzles correspond to a special task chosen. However, it is possible to provide a viscosity-dependent, automatic control. This is the Residence time of the liquid in the separation chamber can be influenced so that, as required, by increasing or decreasing the Degree of separation the liquid is available to drive the drum with the expediently selected speed is required. The nozzles leading from the distributor area into the drive chamber are preferably opposite the radially outer parts of the drum are directed, while the nozzles leading into the separation chamber are preferably close to the Rotation axis are arranged.

Zum Anschluß des Ver beilerbireiches an die Ausfcrittskammer sind zweckmäßig vier im gleichwinkligen Abstand, d.h. jeweilsTo connect the Ver beilerbireiches to the Ausfcrittskammer are expediently four equiangularly spaced, i.e. each

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von 90°, voneinander angeordnete Düsen vorgesehen, während zwei den Verteilerbereich mit der Trennkammer vebindende Düsen zweckmäßig einander dianefcral gegenüberliegen.of 90 °, nozzles arranged from one another are provided, while two nozzles connecting the distributor area with the separating chamber appropriately dianefcral opposite each other.

Zum Abführen des schweren Anteils, der sich an einer radial außen liegenden Wand der Trommel ansammelt, dient eine Vielzahl den Verteilerbereich durchsetzender Rohre, die den schweren Anteil aus dem Außenbereich der Trommel abführen und in die Antriebskammer leiten. Dabei ist der Flüssigkeit der leichte Anteil bereits in großem Maße entzogen. Hierbei können drei bzw. vier derartiger Rohre bzw., je nach Bedarf, eine ringförmige Rohrleitung vorgesehen sein. Der leichte Anteil fließt zur weiteren Verwendung aus der Trommel von einer in radialer Richtung innen gelegenen Trommelwand ab. Es ist daher möglich, den leichten Anteil kontinuierlich zu trennen, so daß der dex" Antriebskammer zufließende schwere Anteil immer weniger leichten Anteil enthält. Nach dem Trennen kann sowohl der schwere als auch der leichte Anteil in einem Prozeß bzw. zur Herstellung eines Produktes verwendet v/erden, während sie als Gemisch des einen mit dem anderen ungeeignet waren.A large number is used to remove the heavy fraction that collects on a radially outer wall of the drum Pipes penetrating the distribution area, which discharge the heavy fraction from the outer area of the drum and lead into the drive chamber. At the same time, the light portion has already been largely withdrawn from the liquid. Here three or four such pipes or, as required, an annular pipe can be provided. The easy one Part flows out of the drum for further use from a drum wall located on the inside in the radial direction. It it is therefore possible to continuously separate the light fraction, so that the heavy weight flowing into the dex "drive chamber Part contains less and less light part. After separation, both the heavy and the light part can be combined into one Process or used to manufacture a product, while they are unsuitable as a mixture of one with the other was.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is explained below with the aid of schematic drawings of several exemplary embodiments with further details explained. In the drawing shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine sieblose Schleuder undFig. 1 is a section through a screenless centrifuge and

Fig. 2 und 3 Einzelheiten zweier Ausführungsformen von Ventilen, wie sie in der Schleuder nach Fig. 1 verwendbar sind.FIGS. 2 and 3 show details of two embodiments of valves as they are used in the centrifuge according to FIG are usable.

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Die Vorrichtung besitzt ein Gestell 1 mit einem feststehenden, eine Trommel 2 umhüllenden Gehäuse. Ein Gemisch aus Flüssigkeiten von verschiedenem spezifischem Gewicht ist über einen Einlaß 3 im Gestell und über Durchlässe 4, 6 und 7 im Gestell und Durchlässe 8 und 9 in der Trommel in einen Verteilerbereich 10 einleitbar, der in der Trommel von Ringplatten 41 und 42 begrenzt ist.The device has a frame 1 with a stationary housing enclosing a drum 2. A mixture of liquids of different specific gravity is via an inlet 3 in the frame and via passages 4, 6 and 7 in the frame and passages 8 and 9 in the drum can be introduced into a distributor area 10, which is formed in the drum by annular plates 41 and 42 is limited.

Die Verteilung des Flüssigkeitsgemischs erfolgt durch in radialer Richtung innen und außen angeordnete Düsen 12 und 14 in eine über der Ringplatte 41 gelegene Trennkammer 11 und in eine unter der Ringplatte 42 gelegene Antriebskammer 13. Die Düsen 12 und 14, von denen jeweils nur eine gezeichnet ist, sind in längs des Umfangs verteilten Gruppen angeordnet. Der Antriebskammer 13 sind ebenfalls zwei Antriebsdüsen 19 und 20 zugeordnet, die über den Förderdruck des Flüssigkeitsgemischs eine tangentiale Gegenkraft erzeugen und damit der Trommel 2 eine Drehbeschleunigung erteilen.The liquid mixture is distributed by in radially inwardly and outwardly arranged nozzles 12 and 14 into a separation chamber 11 and located above the ring plate 41 into a drive chamber 13 located below the ring plate 42. The nozzles 12 and 14, of which only one is drawn, are arranged in groups distributed along the circumference. Of the Drive chamber 13 are also assigned two drive nozzles 19 and 20, which control the delivery pressure of the liquid mixture generate a tangential counterforce and thus the drum 2 give a spin.

Die Trommel 2 weist eine Innenhülse 22 auf, die um eine feststehende Welle 21 drehbar ist. Die Innenhülse 22 befindet sich in radialem Abstand von einer Außenhülse 43» so daß zwischen beiden ein ringförmiger Durchlaß 23 gebildet ist, der koaxial zur Welle angeordnet ist und der Rückführung des getrennten leichten Anteils dient. Die bereits erwähnten Durchlässe 8 und 9 sind zur Zuführung von Flüssigkeitsgemisch in den Verteilerbereich 10 durch die Hülsen 22 und 43 hindurchgeführt. The drum 2 has an inner sleeve 22 around a fixed Shaft 21 is rotatable. The inner sleeve 22 is located at a radial distance from an outer sleeve 43 »so that an annular passage 23 is formed between the two, which is arranged coaxially to the shaft and the return of the serves as a separate light portion. The already mentioned passages 8 and 9 are for supplying a liquid mixture passed through the sleeves 22 and 43 in the distributor area 10.

Ein weiterer, in die Hülse 43» nahe deren oberem Ende, eingearbeiteter Durchlaß 24 dient dazu, den in der Trennkammer 11 um die Hülse 43 herum nach oben gestiegenen getrennten leichten Anteil in den Durchlaß 23 und von dort über die Durchlässe 25 und 26 aus der Trommel heraus zu leiten. Die eingetragenen Pfeile A bezeichnen die Strömungürichtuiiß des leichten Anteils in die Schleuder hinein und aus dieser heraus.Another one worked into the sleeve 43 "near its upper end Passage 24 serves the purpose of the separated light, which has risen upwards around the sleeve 43 in the separation chamber 11 Share in the passage 23 and from there through the passages 25 and 26 out of the drum. The registered Arrows A indicate the direction of flow of the light portion in and out of the slingshot.

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Der Strömungsweg des in der Trennkammer 11 abgeschiedenen und gegen die in radialer Richtung äußeren Wände der Trommel 2 geschleuderten schweren Anteils ist durch Pfeile B bezeichnet. Eine Anzahl kreisförmig angeordneter Rohre 28 sind mit ihren oberen Enden längs des Umfanges einer im oberen Bereich der Trommel vorgesehenen kreisrunden Platte 30 fest gehaltert und durch diese Platte hindurchgeführt. Mit ihren unteren Enden sind die Rohre 28 durch die obere und die untere Ringplatte 41 bzw. 42 hindurchgeführt und mit diesen fest verbunden. Der in Richtung des Pfeiles B strömende schwere Anteil fließt in den Rohren 28 nach unten in die Antriebskammer 13» der über die Düsen 14 bereits Flüssigkeitsgemisch zugeführt wird. Der schwere Anteil an dem der Antriebskammer zugeleiteten Plussigkeitsgemisch wird dadurch immer größer, obwohl aus dem Kreislauf weiterer leichter Anteil zugesetzt wird. Bei Verwendung beispielsweise in Verbindung mit einem Ölkreislaufsystem, in welchem sich dem Öl Kühlwasser beimischt, kann, nach einer ersten Trennung im Verteilerbereich 10, das Wasser hauptsächlich zum Antrieb der Trommel verwendet werden, während die über den Durchlaß 26 in den Kreislauf wieder eingespeiste Flüssigkeit sich überwiegend aus Öl zusammensetzt.The flow path of the separated in the separation chamber 11 and against the outer walls of the drum 2 in the radial direction hurled heavy portion is indicated by arrows B. A number of circularly arranged tubes 28 are with their upper ends along the circumference of one in the upper region of the Drum provided circular plate 30 is firmly supported and passed through this plate. With their lower ends, the tubes 28 are through the upper and lower ring plates 41 or 42 passed through and firmly connected to these. The heavy part flowing in the direction of arrow B flows in the tubes 28 down into the drive chamber 13 »the Liquid mixture is already supplied via the nozzles 14. The heavy part of that fed into the drive chamber The mix of positive things is getting bigger and bigger, even though it's off further light portion is added to the circuit. When used, for example, in connection with an oil circuit system, in which cooling water is mixed with the oil, after a first separation in the distributor area 10, the water mainly used to drive the drum, while the fed through the passage 26 back into the circuit Liquid is composed primarily of oil.

Anstelle der Rohre 28 kann ein Ringkanal bzw. eine ringförmige Rohrleitung vorgesehen sein. Den Düsen 12 und 14 kann, abweichend von der dargestellten Ausführungsform, eine selbsttätige Steuereinrichtung, die auf Viskositätsunterschiede anspricht, zugeordnet sein, welche, in die Düsen 12 und 14 eingebaut, durch Verlängerung der Verweilzeit in der Trennkammer in dieser, je nach Zusammensetzung des durch die Düsen eingeführten Flüssigkeitsgemische, eine stärkere Trennung bewirkt.Instead of the tubes 28, an annular channel or an annular pipeline can be provided. The nozzles 12 and 14 can be different of the embodiment shown, an automatic one Control device, which responds to viscosity differences, be assigned which, in the nozzles 12 and 14 built in, by extending the dwell time in the separation chamber in this, depending on the composition of the Nozzles introduced liquid mixtures, a stronger Separation causes.

Fig. 2 zeigt, wie bei Verwendung eines Regelventils des Typs mit geteilter Hülse anstelle der Düse 12 der in die Trennkammer 11 gerichtete Flüssigkeitsstrom beinflußbar ist. DiesesFigure 2 shows how a split sleeve type control valve is used in place of the nozzle 12 in the separation chamber 11 directed liquid flow can be influenced. This

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Ventil besitzt ein einstellbares Glied 31, dessen Stellung zur Veränderung der Öffnungsweite des Durchlasses 32 für Plüssigkeitsgemisch mit Hilfe von Muttern 44 im voraus veränderbar ist.Valve has an adjustable member 31 whose position to change the opening width of the passage 32 for Fluid mixture can be changed in advance with the aid of nuts 44.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausbildungsform des Regelventils 31· Die Wirkungsweise dieses Ventils ist insofern selbsttätig, als sehr zähflüssiges, durch den Durchlaß 23 zurückströmendes Öl dazu neigt, ein Ventilglied 34 gegen die Kraft einer Feder 35 nach unten zu bewegen und damit durch Vergrößern der Öffnungsweite des Durchlasses 32 einen stärkeren Zustrom von Flüssigkeitsgemisch zu bewirken. Bei dünneren Gemischen, d.h. bei größerem Wasseranteil bzw. geringerem Ölanteil, verengt sich der Durchlaß 32 entsprechend, um sich schließlich vollständig zu schließen, wenn nur Wasser am Ventil vorbei nach unten strömt. Im umgekehrten Fall, wenn das den Durchlaß 23 verlassende Öl geringe Wasserbeimengungen aufweist, erweitert sich der Durchlaß 32 bis zur vollgeöffneten Stellung.Fig. 3 shows a modified embodiment of the control valve 31 · The mode of operation of this valve is insofar automatically, as a very viscous oil flowing back through the passage 23 tends to push a valve member 34 against the To move the force of a spring 35 downwards and thus a stronger one by increasing the opening width of the passage 32 To cause influx of liquid mixture. With thinner mixtures, i.e. with a larger proportion of water or a lower proportion of oil, the passage 32 narrows accordingly, to finally close completely when only water is at the valve flowing past down. In the opposite case, if the oil leaving the passage 23 has a small amount of water, the passage 32 expands to the fully open position.

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Claims

EXPECTATIONS

Screenless centrifuge for separating two liquids of different specific gravity, with a hollow drum and outlets for the heavy and light ones Share, characterized in that the drum (2) has a distribution area (10) for receiving the inflowing liquid mixture with outlets (12, 14) to a drive chamber (13) and to a separation chamber (11), and the separation chamber (11) has outlets for the heavy and the light fraction.

2. Screenless centrifuge according to claim 1, characterized in that g e k e η η shows that one of the outlets (14) leads to the drive chamber (13).

3. Screenless centrifuge according to claim 2, characterized in that g e k e η η draws that an annular outlet or annular arranged outlets (28) from the separation chamber (11) via the Guide the distribution chamber (10) into the drive chamber (13).

4. screenless centrifuge according to one of claims 1 to 3 »characterized in that it extends across the Interior of the drum (2) walls (41,42) extend that the drum (2) in the distribution, the drive and the Subdivide the separation chamber.

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5. screenless centrifuge according to one of claims 1 to 4, characterized in that the distributor outlets (12,14) are adjustable and / or preselectable.

6. Screenless centrifuge according to one of claims 1 to 5, characterized in that the distributor outlets (12,14) are arranged at different radial distances from the axis of rotation.

7. screenless centrifuge according to one of claims 1 to 6, characterized in that one of the distributor outlets (12) can be adjusted automatically during operation.

8. screenless centrifuge according to claim 7, characterized in that for actuating the adjustable distributor outlet (12) a device (31) is provided, which is based on the viscosity or other parameters of the in one of the Outlets (23) responding to flowing liquid.

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