WO2005016543A1 - Separator mit einer schleudertrommel mit einem tellerpaket - Google Patents

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WO2005016543A1
WO2005016543A1 PCT/EP2004/008734 EP2004008734W WO2005016543A1 WO 2005016543 A1 WO2005016543 A1 WO 2005016543A1 EP 2004008734 W EP2004008734 W EP 2004008734W WO 2005016543 A1 WO2005016543 A1 WO 2005016543A1
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channel
separator according
drum
plate
bores
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PCT/EP2004/008734
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Inventor
Holger Heinrich
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Westfalia Separator Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06—Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls
    • B04B7/12—Inserts, e.g. armouring plates
    • B04B7/14—Inserts, e.g. armouring plates for separating walls of conical shape

Definitions

  • the invention relates to a separator according to the preamble of claim 1.
  • a product is fed into the centrifugal drum along the drum axis through an inlet pipe and radial ner divider channels arranged downstream of it, where the product is in the plate package made of i. tightly stacked, but nevertheless in the area of the main plate surfaces relatively spaced apart and generally conical (separating) plates occurs. Heavier solids are generally stored on the plates. on the underside and migrate to the outer circumference of the plate pack, whereas the liquid flows inwards (two-phase liquid-solid separation).
  • a chamber centrifuge without solids discharge openings is known from US 993,791, in which the diameter of the bores change within a plate compact or the orientation of the openings is changed from plate to plate, e.g. a plate holder contour inclined to the axis of rotation is arranged on the shaft.
  • the liquids are generally drained off. in areas radially inside or radially outside to the plates of the plate pack. It is also known to use bores, in particular close to the inner circumference and close to the outer circumference of the plate package, to form discharge channels for the liquid phase (s) in the plate package (see, for example, DE 284640).
  • the invention has the task of optimizing the flow conditions in the drum of a separator of the generic type using simple constructional means.
  • the diameter of the at least one channel within the plate pack above the lowest plate in the flow direction is not constant and / or that the channel is inclined to the drum axis of the drum and the bores of the at least one ner divider channel are not aligned radially to the drum axis in the drum ,
  • DE 38 80 19 shows a non-generic centrifuge with an inlet pipe not arranged concentrically.
  • the geometry of the bores of the plates of a riser duct in the duct particularly preferably varies in such a way that the gaps between the plates are evenly supplied with liquid over the entire height of the plate pack during operation.
  • the flow conditions in the centrifuge are particularly clearly optimized. It is therefore not only a simple widening of the bores “from plate to plate” but also a flow-dependent optimization in which the bores can also be designed to be constant over a number of plates and then expand, for example.
  • Each plate in itself can be designed in a particularly optimal manner On the production side, this can be easily achieved, in particular by laser cutting the holes in the metal plate of the plates.
  • the diameter of the channel can change step-by-step at a distance from several plates or continuously from plate to plate, in particular decrease in the direction of flow. It is particularly useful if the diameter decreases in the direction of flow, e.g. continuously.
  • each channel consists of a plurality of bores, which in turn can particularly advantageously also form a perforated pattern in the plates, for example distributed circumferentially on a circle or an ellipse.
  • the at least one inclined channel may run in an arc shape in the plate pack with respect to the drum axis.
  • the channel (s) can very particularly preferably comprise a riser channel for supplying product to the plate pack and / or also particularly advantageously at least one discharge channel for discharging a liquid phase from the plate pack.
  • the optimized design of riser and drainage channels also helps to improve the flow conditions.
  • One of the discharge channels is particularly preferably designed to discharge different liquid phases close to the inner circumference or close to the outer circumference of the plate pack within the plate pack.
  • the direction of flow is in the direction of liquid discharges from the drum, with a vertical orientation generally. from bottom to top).
  • One or more of the measures described above make it possible, by means of simple tests, to optimize the design of the channels of a separator with a vertical axis of rotation, depending on the product and machine, in order to improve the parallel connection of the plates of the plate package and to optimize the flow conditions in order to For example, to compensate for shifts in the separation zone due to pressure differences in the plate pack (radial position) and to reduce instabilities in the plate pack (in the circumferential direction).
  • the invention is expediently supplemented by the measure already mentioned and also to be considered independently, a distributor with at least one as a bore to be provided in a distributor channel which is not radially aligned in the drum, which in turn in a simple manner optimizes the flow conditions depending on the product.
  • the distribution channels are preferably counter to the or possibly. are also inclined in the direction of rotation of the drum.
  • the distributor channels which form bores relative to radial through the drum axis of the drum in a radially inner bore section against the direction of rotation of the drum, are aligned in a laterally inclined manner.
  • the flow conditions are, in particular, also in combination with the measure that the distributor channels open into the drum in a further bore section which is directed upwards in the drum and exits into the drum directly under a riser channel of the plate pack. further optimized. It also ensures a gentler acceleration and optimal entry of the centrifuged material into the risers.
  • the distribution channels can have a widening round or a slot-like outlet which extends tangentially in or against the direction of rotation of the drum and / or is directed upwards in the drum.
  • Fig.1 - 8 each plan views of a portion of different plates for plate centrifuges with a vertical axis of rotation
  • FIG. 9 shows a section through a schematically illustrated separator, which is laid through two distribution channels; and 10 is a plan view of a distributor for a separator of the type shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a plan view of a partial area of a known plate 1 of a plate pack for a separator (otherwise not shown here).
  • the plates 1 each have a bore 2 according to FIG. 1, the bores 2 or holes of the plates 1, in the interaction of several plates arranged one above the other, forming a riser channel 3, which radially in the region of the separation zone T between a lighter and a heavier one Liquid phase.
  • a slight liquid phase is diverted radially inside the plates in area 4 and a heavier liquid phase in area 5 radially outside the plates 1.
  • the solid emerges from the outside of the plate pack (not shown here) and can be used there in a manner known per se e.g. through nozzles or a piston valve arrangement from the centrifugal drum.
  • the plate pack or the individual plates 1 are pushed onto a distributor shaft 16, which is provided on its outer circumference with a plurality of webs 17 directed radially outward from the shaft, which protrude beyond the inner circumference I of the plate 1 and thus the plates 1 on Secure distributor shaft 16 so that it cannot rotate relative to it.
  • the area 4 for deriving the light phase is formed by grooves 20 in the outer circumference of the distributor shaft 16 between the webs 17, which are introduced symmetrically to the bisector W in the distributor shaft 16.
  • the riser channel 3 has a non-constant cross-section, ie the diameter of the bores 2 of the plates 1 of the plate pack, which form the riser channel, is not constant. Rather, it changes over the entire height of the plate package (here it decreases continuously over the entire height of the plate package in the direction of flow).
  • the diameter of the bores 2 according to FIG. 2 preferably decreases continuously from bottom to top (indicated by dashed lines) in the case of a drum with a vertical axis of rotation, so that the diameter of the ascending channel 3 likewise decreases from bottom to top.
  • the groove 20 in the distributor shaft for forming the discharge channel is not aligned symmetrically to the bisector W of each plate segment 19, but is laterally offset asymmetrically.
  • the discharge channels 6, 7 are formed directly in the plate pack, ie there is a first discharge channel 6 in the plate pack radially outside the inner circumference I of the plate 1 for a light liquid phase and radially inside the outer circumference A of the plate 1 a second discharge channel 7 is formed for a heavier liquid phase.
  • These can also be aligned not only symmetrically but also not symmetrically to the bisector W of each plate segment 19. This also applies to riser channels 2 for product supply.
  • the discharge ducts 6, 7 are formed analogously to the riser ducts 3 by bores 8, 9 lying one above the other in the plates 1, which are close to the inner and outer circumference of the plates 1.
  • the discharge channels 6, 7 can in turn have a non-constant diameter and / or, relative to the drum axis, are not directly above one another but offset from one another.
  • all of the above or below arrangements of the bores 2 for the riser channels 3 can also be used analogously in the configuration of the bores 8, 9 for the discharge channels 6, 7.
  • the bores 8 of the inner discharge channel 6 for the light liquid phase and or the bores 9 of the discharge channel 7 for the heavier phase and / or the bores 2 of the riser channel 3 each again from several bores 2, 8, 9 in the manner of a
  • the individual bores being able to be arranged, for example, on a circle 12, in particular a radially oriented straight line or on an arc or a straight line 13 oriented in the circumferential direction.
  • the arcs or straight lines can be oriented at any angle and or offset to the bisector W of the segment or to other radials through the drum axis A of the centrifuge, depending on the application. It has been shown that the division of the product flow into many small channels improves the uniform loading of the plate gaps and optimizes the flow conditions in the plate package.
  • the individual bores 2, 8, 9 can have any geometry, such as a circular shape or a polygonal shape, for example a triangular or quadrangular shape (FIG. 4) or an arc shape (FIG. 5), the polygon or the further geometric shapes Shapes can be aligned at any angle to the bisector W.
  • a circular shape or a polygonal shape for example a triangular or quadrangular shape (FIG. 4) or an arc shape (FIG. 5)
  • the polygon or the further geometric shapes Shapes can be aligned at any angle to the bisector W.
  • 6 to 8 illustrate that it is also and or optionally possible to further optimize the flow conditions in the drum and on and in the plate pack by means of an optimized distributor design.
  • the distributor which is preferably in one piece, is provided with distributor channels 14 which are not radially aligned as a bore and which initially (FIG. 9) run downwards from inside to outside in a first bore section in the drum and end in a bore section which preferably has - Tender or geometrically changing distributor outlet 15a is formed.
  • This is directed upwards in the drum 1 and preferably opens directly under one of the risers. It can have a circular shape in the exit area or, for example, a slot-like shape.
  • the slot-like distributor outlets 15b from the bores of the distributor channels 14 can then in turn be relative to the rest of the distributor channel preferably tangential to radial in (Fig. 7) or against (Fig. 8) the direction of rotation of the drum or advance or lag.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional view of a schematically illustrated self-draining separator with a drum 21 with a vertical axis of rotation D, which has a distributor 22, into which an inlet pipe (not shown) opens from above.
  • the distributor 22 has the upper distributor shaft 16, which is oriented concentrically to the axis of rotation, and several of the distributor channels 14, which are designed as bores and which each open into one of the distributor outlets 15a, b, c.
  • a piston valve 23 is used to open and close solids discharge openings 24.
  • the liquid is preferably drained from the drum 24 by grippers or peeling disks, which are also not shown here.
  • FIG. 10 shows a corresponding top view of the distributor with the distributor shaft 16 and the lower, radially widening, almost plate-like foot section 25, which is interspersed with the three distributor channels 14, shown here by way of example, which open into the distributor outlets 15a, b, c.
  • the straight bores forming the distributor channels 14 in the particularly preferably one-part distributor are not radial here but relative to radial r through the
  • Drum axis M (which coincides here with the axis of rotation D in the illustration) is arranged behind the direction of rotation, which enables a particularly gentle entry of the centrifuged material.
  • This is preferably accompanied by the measure of not making the holes of the rising channel 14 constant over the height of the plate pact, but instead of making them constant or variable with regard to the flow conditions.
  • the angle ⁇ between the distributor channels and the radial R, which runs through the attachment region of the distributor channel (14) on the inner circumference of the distributor, is preferably between 15 and 85 °, in particular between 25 ° and 65 °, in order to ensure a particularly gentle inlet of the centrifuged material reaching into the drum.
  • the distributor outlets 15a, b, c can have different geometries, which are also coordinated with the riser channels and can in turn be lagging (15b), leading (15c) or "neutral” (15a) relative to the trailing distributor arm (see also FIG 10).

Abstract

Eine Separator mit einem Tellerpakt aus einer Mehrzahl übereinander liegender, vorzugsweise konischer Teller (1), welche Bohrungen (2, 8, 9) aufweisen, die in ihrem Zusammenspiel wenigstens einen Kanal (3, 6, 7) im Tellerpaket ausbilden, zeichnet sich dadurch aus, dass sich der Durchmesser des wenigstens einen Kanals (3, 6, 7) oder dessen Lage innerhalb des Tellerpakets strömungsoptimiert verändert und dass die als Bohrungen ausgebildeten Verteilerkanäle winklig zur Radialen durch die Trommelachse ausgerichtet sind.

Description

Separator mit einer Schleudertrommel mit einem Tellerpaket
Die Erfindung betrifft einen Separator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist seit langem bekannt, in Schleudertrommeln von Separatoren Tellerpakete aus einer Mehrzahl von in Richtung der Tellerachse axial übereinander liegenden Tellern konzentrisch zur Maschinen- bzw. Trommelachse anzuordnen, so aus dem Bereich der Separatoren mit Trommeln mit vertikaler Drehachse und Feststoffaustragsöff un- gen in einem Schlammraum außerhalb des Tellerpakets.
Bei Separatoren mit vertikaler Drehachse erfolgt entlang der Trommelachse durch ein Zulaufrohr und diesem nachgeschaltete radiale Nerteilerkanäle eine Produktzufuhr in die Schleudertrommel, wo das Produkt in das Tellerpaket aus i.allg. dicht übereinander liegenden, aber dennoch im Bereich der wesentlichen Tellerflächen relativ zueinander beabstandeten sowie in der Regel konischen (Trenn-)Tellern eintritt. An den Tellern lagern sich schwerere Feststoffe i.allg. an der Unterseite ab und wandern zum Außenumfang des Tellerpakets, wohingegen die Flüssigkeit nach innen hin fließt (Zwei-Phasen-Flüssig-Fest-Separation).
Insbesondere - aber nicht nur - zur Durchführung einer Flüssig-Flüssig-Fest- Separation (Drei-Phasen-Flüssig-Fest-Separation) ist es auch bekannt, das Tellerpaket mit sogenannten Steigekanälen zu versehen, welche aus direkt oder mit Drall (DE 100 55 398 AI) übereinander liegenden Bohrungen in den Tellern des Tellerpakets gebildet werden.
Aus der US 993,791 ist eine Kammerzentrifuge ohne Feststoffaustragsöffhungen be- kannt, bei welcher der Durchmesser der Bohrungen innerhalb eines Tellerpaktes verändern oder die Ausrichtung der Öffnungen von Teller zu Teller verändert wird, indem z.B. am Schaft eine zur Drehachse geneigte Tellerhaltrungskontur angeordnet ist.
BESTÄTIGUΝGSKOPIE Die Ableitung der Flüssigkeiten erfolgt dabei i.allg. in Bereichen radial innen bzw. radial außen zu den Tellern des Tellerpakets. Es ist auch bekannt, mit Hilfe von Bohrungen insbesondere nahe zum Innenumfang sowie nahe zum Außenumfang des Tel- lerpakets im Tellerpaket Ableitungskanäle für die Flüssigkeitsphase(n) auszubilden (siehe z.B. die DE 284640).
Bekannt ist es auch, die Teller mit sogenannten Abstandshaltern nach Art von Stegen und oder kleinen Spitzen (Punkten) zu versehen, die einerseits für eine Beabstandung der Teller voneinander sorgen und andererseits die Strömungsverhältnisse im Tellerpaket beeinflussen. Zwischen die Teller werden bevorzugt zu diesen separate Abstandshalter gesetzt werden. Gehalten werden die Teller i.allg. in Nuten an einem Ner- teilerschaft oder in sonstigen Tellerhaltern.
Die Erfindung hat demgegenüber die Aufgabe, die Strömungsverhältnisse in der Trommel eines gattungsgemäßen Separators mit einfachen konstruktiven Mitteln zu optimieren.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nach dem kennzeichnenden Merkmal ist der Durchmesser des wenigstens einen Kanals innerhalb des Tellerpakets oberhalb des in Strömungsrichtung untersten Tellers nicht konstant und/oder dass der Kanal geneigt zur Trommelachse der Trommel angeordnet und die Bohrungen des wenigstens einen Nerteilerkanal sind nicht radial zur Trommelachse in der Trommel ausgerichtet.
Mit jeder dieser drei Maßnahmen ist es -je nach Produkt - gerade bei einer Zentrifu- ge mit einem Schlammraum außerhalb des Tellerpaktes (mit Kolbenschieberanord- nung oder Feststoffaustragsdüsen) möglich, die Strömungsverhältnisse in der Trommel zu optimieren. Besonders vorteilhaft wird dabei die kombinierte Maßnahme von wenigstens zwei oder - noch besser - allen drei dieser Maßnahmen - Verteiler und Kanalgeometrie und/oder -ausrichtung - genutzt, um die Strömungsverhältnisse in der Zentrifuge konstruktiv auf einfache Weise zu optimieren und optimal an das zu verarbeitende Produkt anzupassen.
Eine gattungsfremde Zentrifuge mit einem nicht konzentrisch angeordneten Zulaufrohr zeigt die DE 38 80 19.
Besonders bevorzugt variiert die Geometrie der Bohrungen der Teller eines Steigekanals im Kanal derart, dass die Spalte zwischen den Tellern im Betrieb über die gesamte Höhe des Tellerpakets hinweg gleichmäßig mit Flüssigkeit beschickt sind. Durch diese vorteilhafte Maßnahme werden die Strömungsverhältnisse in der Zentrifuge beson- ders deutlich optimiert. Es wird also nicht nur ein einfaches Aufweiten der Bohrungen „von Teller zu Teller" realisiert sondern eine strömungsabhängige Optimierung, bei der die Bohrungen auch über einige Teller hinweg konstant ausgelegt sein können und sich dann z.B. erweitern. Jeder Teller für sich kann derart besonders optimal ausgelegt werden. Produktionsseitig ist dies insbesondere durch Laserschneiden der Bohrungen im Metallblech der Teller einfach realisierbar.
Beispielsweise kann der Durchmesser des Kanals sich im Abstand mehrerer Teller stufenweise oder von Teller zu Teller kontinuierlich verändern, insbesondere in Strömungsrichtung abnehmen. Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn der Durchmesser in Strömungsrichtung abnimmt, z.B. kontinuierlich.
Die Bohrungen an sich können eine beliebige Formgebung aufweisen. Die optimalste Form ermittelt der Fachmann durch Versuche produktabhängig. So können die Bohrungen eine mehreckige oder eine runde Form oder eine Bogenform aufweisen, und zwar in beliebiger Ausrichtung. Nach einer weiteren vorteilhaften Variante besteht jeder Kanal aus mehreren Bohrungen, welche wiederum besonders vorteilhaft auch ein Lochmuster - beispielsweise umfangsverteilt auf einem Kreis oder einer Ellipse - in den Tellern ausbilden können.
Denkbar ist es ferner auch, dass der wenigstens eine geneigte Kanal zur Trommelachse bogenförmig im Tellerpaket verläuft.
Dabei kann/können der/die Kanal/Kanäle ganz besonders bevorzugt ein Steigekanal zur Produktzuleitung in das Tellerpaket und/oder auch besonders vorteilhaft wenigstens einen Ableitungskanal zur Ableitung einer Flüssigkeitsphase aus dem Tellerpaket umfassen. Auch die optimierte Auslegung von Steige- und Ableitungskanälen trägt zur Verbesserung der Strömungsverhältnisse bei.
Besonders bevorzugt ist je einer der Ableitungskanäle zur Ableitung verschiedener Flüssigkeitsphasen nahe zum Innenumfang bzw. nahe zum Außenumfang des Tellerpakets innerhalb des Tellerpakets ausgebildet. Die Strömungsrichtung verläuft in Richtung von Flüssigkeitsausträgen der Trommel, bei vertikaler Ausrichtung i.allg. von unten nach oben).
Durch eine oder mehrere der vorstehend beschriebenen Maßnahmen ist es mittels einfacher Versuche möglich, die Ausgestaltung der Kanäle eines Separators mit vertikaler Drehachse, produkt- und maschinenabhängig zu optimieren, um die Parallelschaltung der Teller des Tellerpakets zu verbessern und die Strömungsverhältnisse zu op- timieren, um beispielsweise Trennzonenverschiebungen infolge von Druckunterschieden im Tellerpaket zu kompensieren (radiale Lage) und Instabilitäten im Tellerpaket (in Umfangsrichtung) zu reduzieren.
Zweckmäßig ergänzt wird die Erfindung durch die bereits erwähnte und auch unab- hängig zu betrachtende Maßnahme, einen Verteiler mit wenigstens einem als Bohrung in einem Verteilerfuß ausgebildeten Verteilerkanal vorzusehen, welcher nicht radial in der Trommel ausgerichtet ist, was wiederum auf einfache Weise die Strömungsverhältnisse produktabhängig optimiert.
In vielen Fällen ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die Verteilerkanäle vorzugsweise entgegen der oder u.U. auch in Drehrichtung der Trommel geneigt ausgerichtet sind.
Vorteilhaft sind die Verteilerkanäle, welche Bohrungen relativ zu Radialen durch die Trommelachse der Trommel in einem radial inneren Bohrungsabschnitt entgegen der Drehrichtung der Trommel ausbilden, nacheilend geneigt ausgerichtet.
Die Strömungsverhältnisse werden durch diese Maßnahme insbesondere auch in Kombination mit der Maßnahme, dass die Verteilerkanäle in einem weiteren Boh- rungsabschnitt in die Trommel münden, der in der Trommel nach oben gerichtet ist und direkt unter einem Steigekanal des Teller Pakets in die Trommel austritt., weiter optimiert. Es wird zudem eine schonendere Beschleunigung und ein optimaler Eintritt des Schleudergutes in die Steigekanäle gewährleistet.
Dabei können die Verteilerkanäle einen sich aufweitenden runden oder einen schlitzartigen Auslaß aufweisen, der sich tangential in oder gegen die Drehrichtung der Trommel erstreckt und/oder in der Trommel nach oben gerichtet ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig.1 - 8 jeweils Draufsichten auf einen Teilbereich verschiedener Teller für Tellerzentrifugen mit vertikaler Drehachse;
Fig. 9 einen Schnitt durch eine schematisch dargestellten Separator, der durch zwei Verteilerkanäle gelegt ist; und Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Verteiler für einen Separator nach Art der Fig.
7.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Teilbereich eines bekannten Tellers 1 eines Tel- lerpakets für einen Separator (hier ansonsten nicht dargestellt).
Die Teller 1 weisen nach Fig. 1 jeweils eine Bohrung 2 auf, wobei die Bohrungen 2 bzw. Löcher der Teller 1 im Zusammenspiel mehrerer übereinander angeordneter Teller einen Steigekanal 3 ausbilden, welcher radial im Bereich der Trennzone T zwi- sehen einer leichteren und einer schwereren Flüssigkeitsphase liegt. Radial innen zu den Tellern erfolgt im Bereich 4 die Ableitung einer leichten und radial außerhalb der Teller 1 im Bereich 5 die Ableitung einer schwereren Flüssigkeitsphase. Der Feststoff tritt nach außen aus dem Tellerpaket aus (hier nicht dargestellt) und kann dort in an sich bekannter Weise z.B. durch Düsen oder eine Kolbenschieberanordnung aus der Schleudertrommel aus geleitet werden.
Das Tellerpaket bzw. die einzelnen Teller 1 sind auf einen Verteilerschaft 16 aufgeschoben, der an seinem Außenumfang mit einer Mehrzahl radial vom Schaft nach außen gerichteten Stegen 17 versehen ist, die über den Innenumfang I der Teller 1 hin- ausragen und derart die Teller 1 am Verteilerschaft 16 relativ zu diesem unverdrehbar sichern.
In radialer Verlängerung der Stege 17 sind hier ebenfalls radial gerichtete Abstandshalter (Laschen) 18 zwischen den Teller angeordnet, welcher derart die Teller hier vollständig in Segmente 19 mit einem Öffhungswinkel α unterteilen, in denen jeweils eine Winkelhalbierende W liegt.
Der Bereich 4 zur Ableitung der leichten Phase wird dabei durch Nuten 20 im Außenumfang des Verteilerschaftes 16 zwischen den Stegen 17 gebildet, welche symme- trisch zu den Winkelhalbierenden W in den Verteilerschaft 16 eingebracht sind. Nach Fig. 2 weist der Steigekanal 3 einen nicht konstanten Querschnitt auf, d.h., der Durchmesser der Bohrungen 2 der Teller 1 des Tellerpakts, welche den Steigekanal ausbilden, ist nicht konstant. Er verändert sich vielmehr über die gesamte Höhe des Tellerpakets (hier verringert er sich kontinuierlich über die gesamte Höhe des Tellerpaktes in Strömungsrichtung).
Dabei ist anzumerken, dass es aus der GB 264,777 bekannt ist, den untersten Teller mit einem anderen Loch- bzw.- bohrungsanordnung zu versehen als die oberen Teller, um einen Teil der Teller abzudecken und den Steigekanal derart durch Austausch des untersten Tellers radial versetzen zu können.
Bevorzugt nimmt der Durchmesser der Bohrungen 2 nach Fig. 2 bei einer Trommel mit vertikaler Drehachse von unten nach oben kontinuierlich ab (gestrichelt angedeu- tet), so dass sich der Durchmesser des Steigekanals 3 ebenfalls von unten nach oben verringert.
Die Steigekanal 3 nach Fig. 2 liegt zudem nicht parallel zur Trommelachse A (senkrecht zur Bildebene). Die Bohrungen 2 übereinander liegender Teller 1 fluchten inso- fern nicht mehr völlig sondern nur abschnittsweise, so dass der Steigekanal 3 sich beispielsweise von unten nach oben radial von außen weiter nach innen und/oder in oder gegen die Drehrichtung in Umfangsrichtung erstrecken kann und somit einen Drall aufweisen kann.
Nach Fig. 2 ist die Nut 20 im Verteilerschaft zur Ausbildung des Ableitungskanals nicht symmetrisch zur Winkelhalbierenden W jedes Tellersegments 19 ausgerichtet sondern asymmetrisch seitlich versetzt. Auch dies kann die Strömungsverhältnisse im Tellerpaket optimieren. Nach Fig. 3 - 6 sind die Ableitungskanäle 6, 7 direkt im Tellerpaket ausgebildet, d.h. es ist jeweils radial außerhalb des Innenumfangs I der Teller 1 im Tellerpaket ein erster Ableitungskanal 6 für eine leichte Flüssigkeitsphase und radial innerhalb des Au- ßenumfangs A der Teller 1 ein zweiter Ableitungskanal 7 für eine schwerere Flüssig- keitsphase ausgebildet. Auch diese können nicht nur symmetrisch sondern auch nicht symmetrisch zur Winkelhalbierenden W jedes Tellersegments 19 ausgerichtet sein. Dies gilt auch für die Steigekanäle 2 zur Produktzuleitung.
Die Ableitungskanäle 6, 7 werden analog zu den Steigekanälen 3 durch übereinander liegende Bohrungen 8, 9 in den Tellern 1 ausgebildet, welche nahe zum Innen- bzw. Außenumfang der Teller 1 liegen. Die Ableitungskanäle 6, 7 können wiederum einen nicht konstanten Durchmesser aufweisen und/oder relativ zu Trommelachse nicht direkt übereinander sondern zueinander versetzt liegen. Insofern können sämtliche der vorstehenden oder nachstehenden Anordnungen der Bohrungen 2 für die Steigekanäle 3 auch bei der Ausgestaltung der Bohrungen 8, 9 für die Ableitungskanäle 6, 7 analog genutzt werden.
Nach Fig. 3 können die Bohrungen 8 des inneren Ableitungskanals 6 für die leichte Flüssigkeitsphase und oder die Bohrungen 9 des Ableitungskanals 7 für die schwerere Phase und/oder die Bohrungen 2 des Steigekanals 3 jeweils wiederum aus mehreren Bohrungen 2, 8, 9 nach Art einer Mehrfachlochung 10 bestehen, wobei die einzelnen Bohrungen beispielsweise auf einem Kreis 12, einer insbesondere radial ausgerichteten Geraden oder auf einem in Umfangsrichtung ausgerichteten Bogen oder einer Geraden 13 angeordnet sein können. Die Bögen oder Geraden können zur Winkelhalbie- renden W des Segmentes bzw. auch zu sonstigen Radialen durch die Trommelachse A der Zentrifuge je nach Anwendungsfall beliebig winklig und oder versetzt ausgerichtet sein. Es hat sich gezeigt, daß die Aufteilung des Produktstroms in viele kleine Kanäle eine Verbesserung hinsichtlich der gleichmäßigen Beschickung der Tellerspalte bewirkt und die Strömungsverhältnisse im Tellerpaket optimiert.
Die einzelnen Bohrungen 2, 8, 9 können eine beliebige Geometrie aufweisen, so eine Kreisform oder eine mehreckige Form, beispielsweise eine Drei- oder Viereckform (Fig. 4) oder eine Bogenform (Fig. 5), wobei das Mehreck oder auch die weiteren geometrischen Formen beliebig winklig zur Winkelhalbierenden W ausgerichtet sein können.
Es bietet sich insbesondere an, die Geometrie der Bohrungen eines Steigekanals derart aufeinander abzustimmen, dass die Spalte zwischen den Tellern über die gesamte Höhe des Tellerpakets bzw. Steigekanals hinweg gleichmäßig mit Flüssigkeit beschickt werden. Dies kann durch Versuche und/oder theoretische Überlegungen, wie Rech- nersimulationen erreicht werden.
Die Fig. 6 bis 8 veranschaulichen, dass es durch eine optimierte Verteilerausgestaltung ebenfalls und oder optional möglich ist, die Strömungsverhältnisse in der Trommel sowie am und im Tellerpaket weiter zu optimieren.
Der vorzugsweise einstückige Verteiler ist mit hier nicht radial ausgerichteten als Bohrung ausgebildeten Verteilerkanälen 14 versehen, die zunächst (Fig. 9) in einem ersten Bohrungsabschnitt in der Trommel von innen nach außen geneigt nach unten verlaufen und in einem Bohrungsabschnitt enden, der als sich vorzugsweise aufwei- tender oder geometrisch verändernder Verteilerauslaß 15a ausgebildet ist. Dieser ist in der Trommel 1 nach oben gerichtet und mündet vorzugsweise direkt unter einem der Steigekanäle. Er kann im Austrittsbereich kreisrund oder zum Beispiel schlitzartig geformt sein. Die schlitzartigen Verteilerauslässe 15b aus den Bohrungen der Verteilerkanäle 14 (Fig. 6) können sich dann wiederum relativ zum übrigen Verteilerkanal vorzugsweise tangential zu Radialen in (Fig. 7) oder gegen (Fig. 8) die Drehrichtung der Trommel erstrecken bzw. vor- oder nacheilen.
Derart ist es möglich, die Einströmung des Produktes in die Trommel sowie in das Tellerpaket ganz gezielt bei optimiertem Zuleitungsbohrungsquerschnitt zu optimieren, um eine verbesserte Abscheidung der Partikel zu erreichen und ggf. die Parallelschaltung der Teller 1 zu verbessern.
Fig. 9 zeigt eine Querschnittsansicht eines schematisiert dargestellten selbstentleeren- den Separators mit einer Trommel 21 mit vertikaler Drehachse D, der einen Verteiler 22 aufweist, in den hier von oben ein nicht dargestelltes Zulaufrohr mündet. Der Verteiler 22 weist den oberen konzentrisch zur Drehachse ausgerichteten Verteilerschaft 16 sowie mehrere der als Bohrungen ausgebildeten Verteilerkanäle 14 auf, die jeweils in einem der Verteilerauslässe 15a, b, c münden. Ein Kolbenschieber 23 dient zum Öffnen und Verschließen von Feststoffaustragsöffnungen 24. Die Flüssigkeitsableitung aus der Trommel 24 erfolgt vorzugsweise durch hier ebenfalls nicht dargestellte Greifer bzw. Schälscheiben.
Fig. 10 zeigt eine entsprechende Draufsicht auf den Verteiler mit dem Verteilerschaft 16 und dem unteren sich radial erweiternden, nahezu tellerartigen Fußabschnitt 25, welcher von den hier beispielhaft drei gestrichelt gezeichneten Verteilerkanälen 14 durchsetzt ist, die in den Verteilerauslässen 15a,b, c münden.
Die die Verteilerkanäle 14 im besonders bevorzugt einteiligen Verteiler ausbildenden geraden Bohrungen sind hier nicht radial sondern relativ zu Radialen r durch die
Trommelachse M (die sich hier mit der Drehachse D in der Darstellung deckt) nacheilend zur Drehrichtung angeordnet, was einen besonders schonenden Einlauf des Schleudergutes ermöglicht. Dies wird wiederum vorzugsweise von der Maßnahme begleitet, die Löcher des Steigekanals 14 nicht über die Höhe des Tellerpaktes konstant sondern in Hinsicht auf die Strömungsverhältnisse optimiert nicht konstant bzw. variabel auszugestalten. Bevorzugt beträgt der Winkel ß zwischen den Verteilerkanälen und der Radialen R, welche durch den Ansatzbereich des Verteilerkanals (14) am Innenumfang des Verteilers verläuft, zwischen 15 und 85°, insbesondere zwischen 25° und 65°, um derart einen besonders schonenden Einlauf des Schleudergutes in die Trommel zu erreichen.
Die Verteilerauslässe 15a,b,c können verschiedene Geometrien aufweisen, die auch auf die Steigekanäle abgestimmt sind und wiederum an sich relativ zum nacheilenden Verteilerarm nacheilend (15b), voreilend (15c) oder „neutral" (15a) ausgerichtet sein können (Siehe auch Figur 10).
Bezugszeichen
Teller 1
Bohrung 2
Steigekanal 3
Bereich 4
Bereich 5
Ableitungskanal 6
Ableitungskanal 7
Bohrungen 8, 9
Mehrfachlochung 10
Kreis 12
Gerade 13
Verteilerkanal 14
Verteilerauslaß 15a, b
Verteilerschaft 16
Stege 17
Abstandshalter (Laschen) 18
Segmente 19
Nuten 20
Trommel 21
Verteiler 22
Kolbenschieber 23
Feststoffaustragsöffnungen 24 sich aufweitender Fußabschnitt 25
Innenumfang I
Außenumfang A
Trennzone T
Öffnungswinkel α
Winkelhalbierende W
Radiale R
Drebrichtung r
Drehachse D

Claims

Ansprüche
1. Separator mit vertikaler Drehachse (D) und einer Trommel (21) mit Feststoffaustragsöffnungen in einem einfach oder doppelt konischen Schleuderraum, in dem ein Tellerpaket aus einer Mehrzahl übereinander liegender, vorzugsweise konischer Teller (1) angeordnet ist, welche Bohrungen (2, 8,
9) aufweisen, die in ihrem Zusammenspiel wenigstens einen Kanal (3, 6, 7) im Tellerpaket ausbilden, und mit einem Verteiler (22) mit einem eine Trommelachse (11) konzentrisch umgebenden Verteilerschaft (16) und einem unteren sich radial erweiternden Fußabschnitt (25), in dem ein oder mehrere Verteilerkanäle (14) als Bohrungen verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des wenigstens einen Kanals (3, 6, 7) innerhalb des Tellerpakets oberhalb des in Strömungsrichtung untersten Tellers nicht konstant ist und/oder dass der wenigstens eine Kanal (3, 6, 7) geneigt zur Drehachse der Trommel angeordnet ist und dass die Bohrungen des we- nigstens einen Verteilerkanals (14) nicht radial zur Trommelachse (11) in der Trommel (21) ausgerichtet ist.
2. Separator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Verteilerkanäle (14) ausbildenden Bohrungen relativ zu Radialen (R) durch die Trommelachse (D) der Trommel (21) in einem radial inneren Bohrungsabschnitt entgegen der Drehrichtung der Trommel (21) nacheilend geneigt ausgerichtet sind.
3. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Verteilerkanäle (14) in einem weiteren Bohrungsabschnitt in die Trommel (21) münden, der in der Trommel nach oben gerichtet ist und direkt unter einem Steigekanal des Tellerpakets in die Trommel (21) austritt.
4. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel (ß) zwischen dem Verteilerkanal (14) und der zugehörigen Radialen (R) am Ansatzbereich des Verteilerkanals (10) an dessen inneren Umfang zwischen 15 und 85°, insbesondere zwischen 25° und 65° liegt.
5. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerkanäle einen sich aufweitenden oder einen schlitzartigen Auslaß (15) aufweisen, der sich tangential in oder gegen die Drehrichtung der Trommel (21) erstreckt und/oder in der Trommel (21) nach oben gerichtet ist.
6. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Bohrungen der Teller (11) eines Steigekanals im Kanal derart variiert, dass die Spalte zwischen den Tellern im Betrieb über die gesamte Höhe des Telleφakets hinweg gleichmäßig mit Flüssigkeit beschickt sind.
7. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Kolbenschieber zum Öffnen und Verschließen der Feststoffaustrags- Öffnungen aufweist.
8. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchmesser des Kanals (3, 6, 7) im Abstand mehrerer Teller (1) stufenweise verändert.
. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kanals (3, 6, 7) sich von Teller (1) zu Teller (1) kontinuierlich verändert.
10. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Kanals (3, 6, 7) in Strömungsrichtung abnimmt.
11. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass sich die Geometrie der Bohrungen (2, 8, 9) des Kanals (3, 6, 7) von Teller zu Teller verändert.
12. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (2, 8, 9) eine mehreckige Form aufweisen.
13. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (2, 8, 9) eine runde Form aufweisen.
14. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Bohrungen (2, 8, 9) eine Bogenform aufweisen.
15. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kanal (3, 6, 7) aus mehreren Bohrungen (2, 8, 9) besteht.
16. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen (2, 8, 9) jedes Kanals (3, 6, 7) ein Lochmuster in den Tellern (1) ausbilden.
17. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (3, 6, 7) geneigt zur Trommelachse (A) ausgerichtet ist.
18. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal (3, 6, 7) bogenförmig im Telleφaket verläuft.
19. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der wenigstens eine Kanal (Nut 20, 2, 8, 9) asymmetrisch zur
Winkelhalbierenden (W) seines zugeordneten Tellersegments (19) ausgerichtet ist.
20. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass der wenigstens eine Kanal (Nut 20, 3, 6, 7) seitlich versetzt zur
Winkelhalbierenden (W) seines zugeordneten Tellersegments (19) ausgerichtet ist, welches, durch Stege (17) und/oder Laschen (18) begrenzt ist.
21. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche oder nach dem Oberbe- griff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Teller auf radiale
Stege des Verteilerschaftes (16) aufgesetzt sind, wobei der Ableitungskanal (8) im Telleφaket oder eine Nut (20) im Verteilerschaft (16) zur Ableitung asymmetrisch zur Winkelhalbierenden (W) jedes Tellersegments (19) ausgerichtet ist.
22. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal ein Steigekanal (3) zur Produktzuleitung in das Telleφaket ist.
23. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Kanal ein Ableitungskanal (6, 7) zur Ableitung einer Flüssigkeitsphase aus dem Telleφaket ist.
24. Separator nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass je einer der Ableitungskanäle (6, 7) zur Ableitung verschiedener Flüssigkeitsphasen nahe zum Innenumfang (I) bzw. nahe zum Außenumfang des Telleφakets innerhalb des Telleφakets ausgebildet ist.
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