DE874427C - Verfahren und Schleudermaschine zum Trennen von zwei fluessigen Phasen durch Schleuderwirkung im Dauerbetrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Einrichtung zum Trennen von zwei, ein flüssiges, gegebenenfalls durch feste Stoffe verunreinigtes Gemisch bildenden flüssigen Phasen durch Schleuderwirkung im Dauerbetrieb, wobei die Zufuhr des Gemisches oder eine zusätzliche Zufuhr der schwereren Phase in die Schleudermaschine selbsttätig geregelt wird.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Einrichtung, wobei die Zufuhr des Gemisches- geregelt wird, ist an sich bekannt. Dabei wird für die selbsttätige Regelung der Zufuhr außer von dem Unterschied zwischen den spezifischen Gewichten der flüssigen P'hasen, auf dem die Trennung beruht, auch von dem Unterschied in bezug auf irgendeine andere Eigenschaft, z. B. das elektrische Leitvermögen oder die Durchsichtigkeit dieser Phasen, oder von der Brechung der Lichtstrahlen durch die Grenz- oder Trennfläche Gebrauch gemacht.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird der Betrieb selbsttätig durch eine zusätzliche Zuführung der schwereren Phase geregelt, die durch die Schleudermaschine unabhängig von dem Druck angesaugt wird, den die Flüssigkeiten in der Schleudertrommel auf den Umfang dieser Trommel ausüben. Dieser Druck ist an sich von vielen Faktoren abhängig, z. B. von den 'spezifischen Gewichten der Phasen, dem Durchschnittsquerschnitt

der Abführungsöffnungen., der Viskosität der , schwereren Phasen, der Drehzahl 'der Schleudertrommel usw.

Die Erfindung unterscheidet sich nun von· den bekannten Verfahren darin, daß die selbsttätige Regelung unter Vermittlung des. Flüssigkeitsspiegels erfolgt, der sich im Betrieb gleichachsig rings um die Drechachse der Schleuder in einem Raum einstellt, der sich in radialer Richtung zn beiden ίο Seiten (d.h. innerhalb und außerhalb) der verlängerten Trennfläche 'bzw. des Trenngebietes ausdehnt und mit dem Raum, dem das Gemisch, zugeführt wird, nur an· Stellen in Verbindung steht, die in größerer Entfernung von der Drehachse liegen als die sich im normalen Betrieb einstellende Trennifiäche bzw. das Trenngebiet. Da das Verfahren nach der Erfindung von der Lage eines freien Flüssigkeitsspiegels Gebrauch macht, läßt es sich im Gegensatz zu bekannten Verfahren mit sehr einfachen und wenig empfindlichen mechanischen Mitteln ausführen.

Gemäß der Erfindung kann sowohl das Verfahren, bei dem die Zufuhr des Gemisches·, als auch dasjenige, bei dem eine zusätzliche Zufuhr der schwereren Phase selbsttätig geregelt wird, in einer Schleudermaschine ausgeführt werden, deren Trommel· einen im Betrieb nur der 'schwereren Flüssigkeitsphase zugänglichen Raum aufweist, in dem sich ein federbelasteter, mit dem gleichachsig um die Drehachse liegenden Flüssigkeitsspiegel zusammenwirkender, der Drehung nicht folgender Schwimmer oder Taster .befindet, der durch Betätigung eines Absperr organs die Zufuhr des Gemisches oder nur die zusätzliche Zufuhr der schwereren Flüssigkeit derart steuert, daß bei Zu- oder Abnahme des Durchmessers des Flüssigkeitsspiegels mehr oder weniger Gemisch bzw. schwerere Flüssigkeit zugeführt wird.

Die Regelung der zusätzlichen Zuführung der schwereren Flüssigkeit kann auch ohne bewegliche Teile erfolgen. 'Gemäß der Erfindung ist dann in dem nur der schwereren Flüssigkeit 'zugänglichen - Raum eine stillstehende Schaufelwand 'konzentrisch um die Drehachse vorgesehen, deren Schaufeln,, von innen nach außen gerechnet/ entgegengesetzt zur Drehrichtunig der Schleudertrommel verlaufen. Die schwerere Flüssigkeit wird dabei in den durch diese Wand umschlossenen Raum eingeführt, so daß diese Flüssigkeit zwischen den Schaufeln hindurch nach außen in den Raum gelangt, wenn der Durchmesser des Flüssiigkeitsspiegels in diesem Raum größer als der äußere Durchmesser der Schaufelwand ist, und Teile der in diesem Raum befindlichen schwereren Flüssigkeit'zwischen den Schaufeln hindurch nach innen gedrückt werden und die zusätzliche Zufuhr dieser Flüssigkeit absperren,, wenn der Durchmesser des FlüssigkeitsspiegelSi in diesem Raum den äußeren Durchmesser · der Schaufelwand unterschreitet.

Zwecks Erläuterung wird auf die Zeichnung hingewiesen, die drei Ausführungsformen der Schleudermaschine nach der Erfindung 'beispielisweise veranschaulicht, und zwar ist Fig. ι der senkrechte Schnitt der ersten Ausführungsform mit selbsttätiger Regelung der Zufuhr des zu trennenden Gemisches,

Fig. 2 der senkrechte Schnitt der zweiten Ausführangsiform, bei der eine zusätzliche, selbsttätig geregelte Zufuhr der schwereren Flüs'sigkeitsphase erfolgt,

Fig. 3 der waagerechte Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 der senkrechte Schnitt der dritten Ausführungsiform und

Fig. 5 der waagerechte Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.

Die dargestellten Schleudermaschine^ sind sämtlich mit einer Trommel verseihen, die in Lagern 1 und 2 drehbar gelagert ist und aus einem zylindrischen oder prismatischen mittleren Teil· 3 besteht, dessen Mantel mit vier 'kegelförmigen, mit ihren Spitzen radial nach außen gerichteten Teilen 4 versehen ist. Jeder Teil 4 hat an seiner Spitze eine Abfiührungsöffnung 5 (s. Fig. 3). Durch eine Zwischenwand 6 ist der Inhenraum der Trommel in, zwei gleichachsige Kammern unterteilt, die nmr an weit von der Drehachse entfernten Stellen miteinander in Verbindung stehen. In der Mitte der Trommel ist bei den· Sdhleudermaschinen nach den Fig. ι und 4 ein festes, d. h. sich nicht mit der Trommel drehendes Röhr 7 für die Zuführung des zu trennenden Gemisches angeordnet, welches kurz über dem Trommelboden mündet. K'onzentriseh«um das Rohr 7 herum ist ein der Abführung· der leichteren Flüssigkeitsphase des Gemisches dienendes Rohr 8 .angebracht. Letzteres ist an einen Kasten 9 angeschlossen, an dessen Umfang zwei Schälrohre 10 (Fig. 3) befestigt sind. Auch das Abführungsrohr 8 und der Kasten^· werden daran gehindert, an der Drehung der Trommel teilzunehmen. Der Kasten 9 ist in einer Trommelkammer 11 angeordnet, die durch eine Lochwand 12 von dem Raum getrennt ist, in der die Trennung der Flüssigkeitsphasen stattfindet. Die Lochwand' 12 ist an der Zwischenwand 6 befestigt und mit einer Anzahl der Wanidö gleichlaufender, mit Durchtrittsöffnungen 14 versehener Zwischenwände 13 ausgerüstet, welche der Verbesserung und Beschleunigung der Trennung dienen.

Die Erfindung kann in Palmöl'fabriken izum Abscheiden des reinen Öls aus der aus dem Fleisch der Palmfnüchte ausgepreßten Flüssigkeit verwendet werden. Diese Flüssigkeit besteht aus einem durch Sand und Faserstoff verunreinigten Gemisch von Fruchtwasser und ÖL Dabei bildet das verunreinigte Fruchtwasser die schwerere, das Öl die leichtere Phase.

Fließt nun. die Preßflüssigkeit durch das Rohr/ in die sich drehende Schleudertrommel, so trennt sich das Fruchtwasser von dem Öl ab. Die Trennfläche bzw. das Trenngebiet zwischen den beiden Bestandteilen, das sich dann z. B. einstellt, ist mit 15 bezeichnet. Die Lage der Trennfläche¹15 ist abhängig von der Drehzahl der Schleudertrommel, dem Querschnitt der Auslaßöffnungen 5 und der Wassenmenge, die in der Zeiteinheit mit der Preß-

flüssigkeit zugeführt wird. Da im normalen Betrieb ■die ersten zwei Faktoren konstant sind, ist die Lage der Trennfläche 15 daher ausschließlich von der Zufuhr der Preßflüssigkeit abhängig. Man kann daher durch entsprechende Regelung dieser Zufuhr die TrenneJbene an einer !bestimmten Stelle bzw. innerhalb eines engen Gebietes halten.

Nach der Erfindung wird nun dafür gesorgt, daß die Trennfläche 15 sich nicht in der Nahe oder außerhalb des Außenrandes der Zwischenwand 6 einstellen kann. Folglich vollzieht sich die Trennung ausschließlich in dem von der Wand 6 überdeckten Raum. Daher kann nur gegebenenfalls verunreinigtes Wasser den über dieser Wand liegenden Raum sowie den oberen Teil 16 der Trommel erreichen. Da aber die Verunreinigungen verhältnismäßig schwer sind, werden sie fast restlos durch die Öffnungen 5 herausgeschleudert. Das den Raum 16 erreichende Wasser stellt sich im Betrieb nach einem zylindrischen Flüssigkeitsspiegel 17 ein, dessen Entfernung von der Drehachse kleiner als die Entfernung der Trennfläche 15 von der Drehachse ist und sich im gleichen Sinn wie diese ändert.

Die Lageänderung des Wasserspiegels 17 wird nun zur selbsttätigen Regelung der Speisung benutzt. Dazu ist bei den ScJbleudermasehinen nach Fig. ι und 2 ein an einem Arm 19 !befestigter Taster 20 vorgesehen (Fig. 3), der an der Drehbewegung des Wassers nicht teilnimmt, um eine Achse 21 schwenkbar ist und durch eine nicht dargestellte Feder mit dem Wasserspiegel 17 in Berührung gehalten wird. Der Federkraft wirken der nach der Drehachse hin gerichtete Druck des durch den Taster 20 verdrängten Wassers und der durch die schnelle Bewegung des Wassers auf den Taster 20 ausgeübte Druck entgegen. Diese Drücke können im normalen Betrieb eine Kraft von einigem Kilogramm erzeugen, die für die Verstellung eines entlasteten Ventils genügt. Iru der Einrichtung nach Fig. ι wirkt der Taster 20 über den Arm 19, die Achse 21 und einen Arm- 22 auf ein in der Zuführungsleitung 23 für die ausgepreßte Flüssigkeit vorgesehenes Absperrventil 24. Die Regelung erfolgt derart, daß bei zu geringer Flüseigkeitszuführung, durch die sich die Trennfläche 15 und der Wasserspiegel 17 nach außen Verlegern, das Ventil 24 weiter geöffnet wird. Dadurch wird mehr Preßflüssigkeit zugeführt, so daß die Trennfläche 15 und der Wasserspiegel· 17 wieder in ihre ursprünglichen Lagen zurückkehren. Bei übermäßiger Flüssigkeitszufuhr findet das Umgekehrte statt. Damit das Wasser im Raum 16 gegenüber der Trommel nicht zurückbleibt, sind auf der Oberseite der Zwischenwand 6 radiale Schaufeln, 25 vorgesehen.

Ist der Gehalt an verunreinigtem Wasser gering, so müßte man pro Zeiteinheit sehr viel¹ Preßflössigkeit in die Schleudermaschine einführen, um zu verhindern, daß die Trennfläche 15 sich zu weit nach außen verlegt, oder sogar Öl durch die Öffnungen 5 herausgeschleudert wird. Da eine saubere. Trennung eine gewisse Zeit beansprucht, könnte an diesem Fall die Schleudermaschine überbelastet und die Trennung nicht mehr restlos durchgeführt werden. Um die Abführung von. verunreinigtem Wasser pro Zeiteinheit zu verringern, müßte man die Schleudermaschine langsamer laufen lassen oder die Auslaßöffnungen: 5 drosseln. Das hätte aber eine unvollkommene Trennung oder eine Herabsetzung der Schleuderleistung zur Folge.

Eine bessere Trennung und eine empfindlichere Regelung kann man erzielen, wenn man nicht die Zufuhr der Preßflüssigkeit, sondern gleichsam den Wassergehalt der Preßflüssigkeit in der Maschine regelt. Dazu stellt man bei einer bestimmtem Zusammensetzung der Preßflüssigkeit die Zufuhr dieser Flüssigkeit so· ein, daß bei der normalen Drehzahl der Trommel die durch die öffnungen 5 herausgeschleuderte Fluss igkeitsmenge die mit der Preßflüssigkeit eingeführte Menge verunreinigten Wassers: übersteigt. Ohne weiteres müßte dann auch öl durch die Öffnungen 5 heraustreten. Um- diesem Ü/belstand vorzubeugen, führt man aber eine zusätzliche Wassermenge ein, und zwar so viel, daß die Trennfläche 15 sich zwischen den zulässigen Grenzen einstellt. Die zusätzliche Wasserzufuhr wird dann selbsttätig geregelt. Die zusätzliche Wassermenge soll der Schleudertrommel vorzugsweise derart zugeführt werden, daß sie sich mit der noch nicht getrennten Preßflüssigkeit nicht vermischen kann, also nicht wieder vom Öl getrennt zu werden braucht. Hierzu ist zu bemerken, daß Schleudermaschinen dieser Gattung, deren Trommel durch eine oder mehrere Zwischenwände in zwei oder mehr gleichachsige Räume unterteilt ist, von denen dem einen das zu trennende Gemisch und dem gleichen oder einem anderen schwerere Flüssigkeit zugeführt wird und bei denen die Räume nur an Stellen miteinander in Verbindung stehen, die in größerer Entfernung von der Drehachse liegen als die Trennfläche bzw. das Trenngebiet zwischen den beiden Flüssigkeitsphasen im normalen Betrieb, an sich bekannt sind. Die Schleudermaschinen nach den Fig. 2 und 4 sind auf diese Weise eingerichtet.

Bei der Schleuder nach Fig. 2 und 3 wird zusätzliches Wasser durch ein mittleres Rohr 26 eingeführt, das nahe dem Boden der Trommel unter einer Zwischenwand 27 mündet, die mittels Rippen

28 auf dem Trommelboden befestigt ist und deren Außenrand sich weit außerhalb der Stelle befindet, wo sich die Trennung der Preßflüssigikeit vollzieht. Konzentrisch um das Rohr 26 sind das Einlaßrohr 7 für die Preßflüssigkeit und das Auslaßrohr 8 für das gereinigte öl angeordnet. Im Raum 16 der Trommel ist wieder ein schwenkbarer Taster 20 vorgesehen, der durch de-n Arm 19, die Achse 21 und den Arm 22 auf ein entlastetes Absperrventil

29 in der Einlaßleitung 30 für Zusatzwasser wirkt. Die Regelung erfolgt in der Weise, daß bei einer nach außen gerichteten Verlegung der Trennfläche 15 und des Wasserspiegels 17 me'hr Wasser und bei einer Verlegung in der entgegengesetzten Richtung weniger Wasser eingelassen wiird.

Bei der Maschine nach Fig. 4 und 5 wird die Preßflüssigikeit durch das mittlere Rohr 7 einge-

lassen und das gereinigte Öl durch das das Rohr 7 umschließende Rohr 8 abgeführt. Für die Zufuhr von Zusatzwasser ist in dem Raum .16 ein stifl'-■s-tehender ringförmiger Kasten 31 angeordnet mit einer Schaufelwand, deren Schaufeln- 32, von innen nach außen gerechnet, der Dre'hrichtüng entgegen-

- laufen (s. Fig. 5). Das Zusatzwasser wird durch den Stutzen 33 in tangential-er Richtung in den Kasten 31 eingeführt. Die Schaufelwand· dient hier der selbsttätigen Regelung. Solange der Wasserspiegel 17 sich außerhalb des Umfangs der Schaufelwand befindet, wird Zusatzwasser zwischen den Schaufeln 32 hindurch in den Raum, 16 eingeführt. Sobald aber der Wasserspiegel 17 mit der'Schaufelwand in Berührung kommt, wirkt diese als Abschälrohr, und es wird daher Wasser zwischen, den Schaufeln hindurch nach innen gedrückt, so daß die Zufuhr von Zusatzwasser verhindert wird. Der Wasserspiegel 17 verlegt sich im Betrieb daher zwischen engen Grenzen zu beiden Seiten des Umfangs der Schaufelwand. Bei dieser Einrichtung ist dafür zu sorgen, daß das Zusatzwasser unter niedrigem Druck zuströmt.

Obgleich im obig-en die Trennung der beiden flüssigen Phasen der Preßflüssigkeit in Palmölfabriken beschrieben wurde, kann die Erfindung natürlich auch für andere Zwecke Anwendung finden.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Trennen von zwei einflüssiges, gegebenenfalls durch feste Stoffe verunreinigtes Gemisch ,bildenden flüssigen Phasen durch Schleuderwirkung im Dauerbetrieb, bei dem die Zufuhr des -Gemisches oder eine zusätzliche Zufuhr der schwereren Phase in die Schleuder selbsttätig geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch den Flüssigkeitsspiegel erfolgt, der sich im Betrieb konr zentri-sch um. die Drehachse der Schleuder in einem. Raum einstellt, welcher sich in radialer Richtung zu beiden Seiten (innerhalb und außerhalb) der verlängerten Trenmnäche bzw. des verlängerten Trenngebietes erstreckt, uind mit dem Raum,, dem das Gemisch zugeführt wird, nur an Stellen in Verbindung steht, deren Entfernung von der Drehachse diejenige der sich im normalen Betrieb einstellenden Trennfläche bzw. des Trenngebietes übersteigt.
2. 2. Schleudermaschine zur Ausführung des

   So Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel durch eine oder mehrere Zwischenwände in zwei oder me'hr gleichiachsige ,Räume unterteilt ist, ivon welchen einem das zu trennende Gemisch zugeführt wird, und die miteinander nur an Stellen in Verbindung stehen, die in größerer Entfernung von der Drehachse liegen als die Trennfläche bzw. das Trenngebiet zwischen den beiden Flüssigkeitsphasen im normalen Betrieb, während in einem der Räume, der nur der schwereren Phase zugänglich ist, ein federbelasteter, mit dem

   ■ Flüssigkeitsspiegel zusammenwirkender, der Drehung nicht folgender Schwimmer oder Taster vorgesehen ist, der durch Betätigung eines Ab sperr organs- die Zufuhr des Gemisches derart steuert, daß bei Zu- oder Abnahme des Durchmessers des Flüissigkeitssipiegels mehr bzw. weniger Gemisch eingelassen wird.
3. 3. Schleudermaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der die Trommel· durch eine oder mehrere Zwischenwände in zwei oder mehr gleichachsige Räume unterteilt ist, von denen dem einen das zu trennende Gemisch und dem gleichen oder einem anderen Raum schwerere Flüssigkeit zugeführt wird, und die miteinander nur an Stellen in Verbindung stehen, die in -größerer Entfernung von der Drehachse liegen als die sich im normalen Betrieb einstellende TrennfLäche bzw. das Trenngebiet zwischen den beiden Flüssigkeitsphasen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem, der nur der schwereren Phase zugänglich ist, ein federbelasteter, mit dem Flüssigkeitsspiegel zusammenwirkender, aber an der Drehung nicht teilnehmender Schwimmer oder Taster angeordnet ist, der durch Betätigung eines Absperrorgans die zusätzliche Zufuhr von schwererer Flüssigkeit derart steuert, daß bei Zu- oder Abnähme des Durchmessers des Flüseigkeitsspiegels mehr bzw. weniger schwerere Flüssigkeit eingelassen wird.
4. 4. Schleudermaschine zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der die Trommel durch eine oder mehrere Zwischenwände in zwei oder mehr Räume .unterteilt ist, von denen dem -einen das zu trennende Gemisch, dem anderen schwerere Flüssigkeit zugeführt wird, während die Räume nur an Stellen miteinander in Verbindung stehen, deren Entfernung von der Drehachse derjenigen der Trennfläche bzw. des Trenngebietes zwischen den beiden Flüssigkeitsphasen im normalen Betrieb übersteigt, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der Räume, der nur der schwereren Phase zugänglich ist, eine stillstehende Schaufelwand ■konzentrisch um die Drehachse vorgesehen ist, deren Schaufeln, von innen nach außen gerechnet, der Drehrichtunig der Schleudertrommel entgegenlaufen, wobei die schwerere Flüssigkeit in den durch diese Wand umschlossenen Raum eingeführt wird, so daß diese Flüssigkeit zwischen -den Schaufeln hindurch in den Raum eintritt, wenn, der Durchmesser des Flüssigkeitsspiegels in diesem Raum größer als der äußere Durchmesser der Schaufelwand' ist, und die in diesem Raum befindliche Flüssigkeit durch die Schaufeln nach innen ,gedrückt und dadurch die zusätzliche Zuführ von schwererer Flüssigkeit abgesperrt wird, wenn der Durchmesser des Flüssig'keitss.piegels in diesem Raum den äußeren Durchmesser der Schaufelwand ■unterschreitet.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   1 5105 4.53