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Dokumentenidentifikation DE19809863A1 09.09.1999
Titel Kontinuierlich arbeitende Zentrifuge
Anmelder Dorr-Oliver Deutschland GmbH, 41515 Grevenbroich, DE
Erfinder Didas, Andreas, Dipl.-Ing., 52066 Aachen, DE;
Makina, Mohsen, Dr.-Ing., 41517 Grevenbroich, DE;
Morgiel, Klaus-Dieter, 65529 Waldems, DE
Vertreter Zientek, H., 41564 Kaarst
DE-Anmeldedatum 07.03.1998
DE-Aktenzeichen 19809863
Offenlegungstag 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse B04B 11/06
IPC-Nebenklasse B04B 15/02   B04B 11/00   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge mit einer Verteilereinrichtung für das zu schleudernde Produkt, die aus einem Verteilertopf und einer Verteilerglocke besteht, die beide um die lotrechte Zentrifugen-Achse rotieren. Der Verteilertopf ist von unten über die Zentrifugenwelle mit einem Anschluß zum Zuführen eines heißen Hilfsmediums versehen.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine kontinuierlich arbeitende Zentrifuge, insbesondere zum Abschleudern von Zückerfüllmassen mit einer nach oben konisch erweiterten Schleudertrommel, die mit einer Zentrifugenwelle um eine lotrechte Achse rotiert, einer nach unten konisch erweiterten und bis in den Bodenbereich der Schleudertrommel reichenden Verteilerglocke, die im wesentlichen koaxial zur Schleudertrommel ist unten einen Abwurfrand bildet und um die gleiche lotrechte Achse wie die Schleudertrommel rotiert, und einem innerhalb und im oberen Bereich der Verteilerglocke vorgesehenen Verteilertopf mit Verteilerstiften und einem oberen Abwurfrand als Aufgabevorrichtung für das aus einer Füllmasseleitung zuführbare zu schleudernde Gut im Achsbereich der Zentrifuge und einer Zufuhreinrichtung für ein heißes Hilfsmedium.

Derartige Zentrifugen sind bekannt (EP 0 487 780 B1), um die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Füllmassen zu verbessern.

Zu diesem Zweck ist eine feststehende Verteilerglocke vorgesehen, innerhalb der ein mehrteiliger Produktverteiler vorgesehen ist. Die kaskadenförmig angeordneten Ringelemente des Produktverteilers sollen die Füllmasse verteilen. Zur Unterstützung der Verteilung sind seitliche Dampfleitungen vorgesehen, die den Dampf statisch in den von der Innenseite der feststehenden Verteilerglocke und der Außenseite des rotierenden Produktverteilers gebildeten Ringraumes einführen. Die Ringelemente sind derart angeordnet, daß sie Ringschlitze bilden, durch die der Dampf in den Innenraum des Produktverteilers eintreten soll.

Zur Folge der seitlichen Zuführung des Dampfes kann sich keine gleichmäßige Verteilung der Füllmasse einstellen. Bei den kleinen Ringschlitzen, die von innen her durch die Füllmasse verschlossen sind, muß der Dampf nicht nur die Ringschlitze frei blasen, sondern auch noch gegen die Rotationskraft der Zentrifuge ankämpfen. Somit stellt sich dem Dampf ein großer Strömungswiderstand entgegen. Er geht demzufolge den Weg des geringsten Widerstandes und fließt im Ringraum zwischen Verteilerglocke und Produktverteiler nach unten, so daß er nur an der untersten, von der Verteilerglocke und dem Produktverteiler gebildeten Ringschlitz austritt und folglich nur auf die Oberfläche der in der Schleudertrommel strömenden Füllmasse auftrifft. Eine innige Vermischung von Füllmasse und Dampf und somit eine optimale Verteilung des Produktes ist mit der älteren Zentrifuge nicht zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Zentrifuge derart zu verbessern, um die Separation von hochviskosen Suspensionen zu optimieren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zuführeinrichtung rotierend mit dem Verteilertopf verbunden und mit einer Verteilerkammer versehen ist, an die die mit einer Zentralbohrung versehene Zentrifugenwelle angeschlossen ist, die am unteren Ende über eine Drehdurchführung mit einem festen Anschlußstutzen für das heiße Hilfsmedium verbunden ist.

Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen wird eine Zugabe des heißen Hilfsmediums in die Verteilerkammer erreicht. Das von unten zentral in die Verteilerkammer eingeführte Hilfsmedium beheizt den gesamten Verteilertopf, wodurch eine indirekte Anwärmung des zu verarbeitenden Produktes, ohne Auflösen von Kristallen, bewirkt wird. Über eine Rückführleitung innerhalb der Zentralbohrung der Zentrifugenwelle wird eine Zirkulation des heißen Hilfsmediums, z. B. eine Thermoöl oder Heißdampf, erreicht. Der aufgeheizte Verteilertopf gibt seine Strahlungswärme an die Füllmasse ab.

Um die Viskosität des zu schleudernden Produktes weiter herabzusetzen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß von der Verteilerkammer ausgehend im Boden des Verteilertopfes Bohrungen vorgesehen sind, die im Innenraum des Verteilertopfes enden. Demzufolge füllt sich der Verteilertopf mit einem rotierenden heißen Hilfsmedium, in das das von oben zugeführte Produkt auftrifft, sofort in Rotation versetzt und damit ein dynamischer Zwangseintrag erreicht wird.

Die Zentrifugenarbeit und die Separation von hochviskosen Suspensionen, wie z. B. Nachprodukt- und Nachproduktaffination-Füllmassen wird wesentlich verbessert, weil das in den Verteilertopf eintretenden Hilfsmedium rotierend mit dem von oben eintreffenden Füllmassestrom dynamisch vermischt und in kürzester Zeit eine Erhöhung der Suspensionstemperatur bewirkt wird. Der erfindungsgemäße dynamische Effekt stellt sich dadurch ein, weil die Aufgabe des heißen Hilfsmediums dort erfolgt, wo das Produkt die größte Oberfläche aufweist.

Eine weitere Verbesserung der Vermischung von Produkt und Hilfsmedium wird dadurch erreicht, daß die Bohrungen zwischen Verteilerkammer und Innenraum der Verteilertopfes kopfseitig mit Düsenköpfen versehen und die Verteilerstifte rohrförmig ausgebildet und über Bohrungen mit der Verteilerkammer verbunden sind. Auch die Verteilerstifte sind kopfseitig mit Düsenköpfen versehen.

Das im Verteilertopf direkt beheizte und gut verteilte Produkt tritt über den oberen Rand des Verteilertopfes auf die Innenfläche der Verteilerglocke, die mit Schikanen versehen ist. Hierdurch wird eine weitere Vermischung und Verteilung des Produktes erzielt. Somit gelangt das Produkt optimal verteilt auf die Siebfläche der Schleudertrommel auf.

Weitere Einzelheiten sind in einer Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch die Zentrifuge,

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Verteilertopfes und der Verteilerglocke,

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Drehdurchführung.

In einem stationären Zentrifugengehäuse 1 mit einem Lager 23 ist eine über eine Keilriemenscheibe 27 angetriebene Zentrifugenwelle 3 mit einer Zentralbohrung 14 rotierend gelagert. Mittels einer Nabe 24 ist eine Schleudertrommel 2 mit Siebbelag mit der Zentrifugenwelle 3 verbunden. An einem Nabenoberteil 33 ist mit seinem Boden 10 ein Verteilertopf 5 befestigt, der mit der Zentrifugenwelle 3 rotiert. Der Boden 10 ist als Zufuhreinrichtung 8 für ein heißes Hilfsmedium ausgebildet. Dazu ist der Boden 10 mit einer Ausnehmung 11 versehen, die mittels einer Abschlußplatte 12 eine Verteilerkammer 13 bildet. Die Abschlußplatte 12 weist eine Bohrung 34 auf, die der Zentralbohrung 14 der Zentrifugenwelle 3 zugeordnet ist. Über die Zentralbohrung 14 wird von unten ein heißes Hilfsmedium in die Verteilerkammer 13 eingeführt. Zur Aufrechterhaltung einer Zirkulation des heißen Hilfsmediums ist innerhalb der Zentralbohrung 14 eine Rückführleitung 36 vorgesehen. Auf dem Boden 10 sind mehrere rohrförmige Verteilerstifte 6 vorgesehen, die über Bohrungen 17 im Boden 10 mit der Verteilerkammer 13 verbunden sind. Kopfseitig sind die Verteilerstifte 6 mit Hohlkegeldüsen 19 versehen. Desweiteren ist der Boden 10 mit Bohrungen 15 versehen, wodurch eine Verbindung zwischen der Verteilerkammer 13und dem Innenraum des Verteilertopfes 5 hergestellt ist. Auch die Bohrungen 15 sind kopfseitig mit Hohlkegeldüsen 18 versehen. Weiterhin ist der Boden 10 von der Verteilerkammer 13 ausgehend mit Bohrungen 16 versehen, die im Innenraum einer Verteilerglocke 4 enden. Die Verteilerglocke 4 ist über Verbindungsstopfen 22 mit Abstand und somit einen Abwurfrand 9 bildend mit dem Verteilertopf 5 verbunden. An die Bohrungen 16 sind Verteilerrohre 20 angebracht, die auf die Innenseite der Verteilerglocke 4 gerichtet sind. Im Ausführungsbeispiel sind die Verteilerrohre 20 waagerecht dargestellt. Es ist ebenso denkbar, die Verteilerrohre 20 unter einem Winkel zur Waagerechten anzubringen. Auch können die Verteilerrohre 20 abwechselnd nach oben, waagerecht oder nach unten gerichtet sein. Kopfseitig sind die Verteilerrohre 20 mit Flachstrahldüsen 21 mit variablen Winkeln versehen. Auf der Innenseite der Verteilerglocke 4 sind Schikanen 25 und 26 angebracht, die ringförmig und/oder leitblechförmig ausgebildet sein können. Die Schikanen wirken wie Leitschaufeln und tragen durch Vergrößerung der Oberfläche des Produktes zu einer weiteren Durchmischung und natürlich auch zu einer besseren Verteilung der Füllmasse bei, so daß auf der Sieboberfläche der Schleudertrommel 2 keine produktfreien Zonen entstehen. Die Leitschaufel n bewirken auch eine weitere Beschleunigung des Produktes. Das untere Ende der Zentrifugenwelle 3 ist mit einer Drehdurchführung 28 versehen, über die die Zentralbohrung 14 der Zentrifugenwelle 3 mit einem festen Anschlußstutzen 29 für die Zuführung eines heißen Hilfsmediums versehen ist. Als Hilfsmedium kann heißes Wasser, Dampf od. dgl. eingesetzt werden. Die Dreheinführung besteht aus einem mit der Zentrifugenwelle 3 verbundenes Rotationsteil 31, einem mit dem Anschlußstutzen 29 fest verbundenes Festteil 30 und einer Dichtung 32 zwischen den Teilen 31 und 30. Die Drehdurchführung 28 kann mit einem Ein- oder Mehrweganschluß versehen sein, um einmal eine indirekte oder zum anderen eine direkte Beheizung der Füllmasse in dem Verteilertopf 5 zu bewirken. Für die indirekte Beheizung ist ein zusätzlicher Abführstutzen 39 vorgesehen, in dem sich eine feststehende Rückführleitung 40 befindet, die über eine Befestigung 38 mit dem Stutzen 39 verbunden ist. Die Rückführleitung 36 innerhalb der Zentralbohrung 14 der Zentrifugenwelle 3 ist mit Befestigungen 37 an dem Rotationsteil 31 befestigt. Die Füllmasse wird über eine Füllmasseleitung 7 in das Zentrum des rotierenden Verteilertopfes 5 eingeführt.

Das Wesen der Erfindung ist das direkte und/oder indirekte Anwärmen der Füllmasse durch den zwangsweisen dynamischen Eintrag des Hilfsmediums in den Verteilertopf 5. Wird beispielsweise Thermoöl als Hilfsmedium bei verschlossenen Bohrungen 15 bis 17 eingesetzt, so strömt dieses Öl über den feststehenden Anschlußstutzen 29 durch die rotierende Zentralbohrung 14 der Zentrifugenwelle 3 in die Verteilerkammer 13 ein und über die Rückführleitung 36 wieder zurück. Dadurch wird nicht nur der Boden 10 des Verteilertopfes 5, sondern auch der Verteilertopf 5 selbst aufgeheizt. Hierdurch wird eine empfindliche Füllmasse, ohne Auflösung von Kristallen, indirekt beheizt.

Speziell für die Verarbeitung von Nachproduktfüllmassen und Nachproduktaffinationsmagmen kann die Viskosität dadurch herabgesetzt werden, in dem das heiße Hilfsmedium direkt in das Innere des Verteilertopfes 5 eingeleitet wird. Zu diesem Zweck sind die Bohrungen 15 bis 17 geöffnet. Füllmasse und Hilfsmedium treffen somit unmittelbar dynamisch aufeinander, so daß die Erwärmung der Füllmasse in kürzester Zeit erreicht wird. Auch die Aufheizung der Verteilerglocke 4 über die Bohrungen 16 trägt zur Effektivität der Erfindung bei. Die besonders vorteilhafte Wirkung der Erfindung ist darin zu sehen, daß das heiße Hilfsmedium zentral von unten in das innere des rotierenden Verteilertopfes 5 geleitet wird, wodurch auch das Hilfsmedium in Rotation versetzt wird. In dieses rotierende Hilfsmedium wird die Füllmasse von oben über die Füllmasseleitung 7 eingeführt. Hierdurch ergibt sich eine intensive Vermischung mit einer nachfolgenden optimalen Verteilung der Füllmasse. Diese gut verteilte Füllmasse strömt über den oberen Abwurfrand 9 auf die Innenseite der Verteilerglocke 4, wo die Vermischung und Verteilung, insbesondere durch die Schikanen 25 und 26, weiter verbessert wird. Die optimal verteilte Füllmasse wird gleichmäßig über die Abwurfkante 35 ausgetragen und tritt mit nahezu gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Schleudertrommel auf die Sieboberfläche der Schleudertrommel 2 auf.


Anspruch[de]
  1. 1. Kontinuierlich arbeitende Zentrifuge insbesondere zum Abschleudern von Zuckerfüllmassen mit einer nach oben konisch erweiterten Schleudertrommel 82) die mit einer Zentrifugenwelle (3) um eine lotrechte Achse rotiert, einem unten konisch erweiterten und bis in den Bodenbereich der Schleudertrommel (2) reichenden Verteilerglocke (4), die im wesentlichen koaxial zur Schleudertrommel (2) ist, unten einen Abwurfrand bildet und um die gleiche lotrechte Achse wie die Schleudertrommel (2) rotiert, und einem innerhalb und im oberen Bereich der Verteilerglocke (4) vorgesehenen Verteilertopf (5) mit Verteilerstiften (6) und einem oberen Abwurfrand (9) als Aufgabeeinrichtung für das aus einer Füllmasseleitung (7) zuführbare zu schleudernde Gut im Achsbereich der Zentrifuge und einer Zufuhreinrichtung (8) für ein heißes Hilfsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung (8) rotierend mit dem Verteilertopf (5) verbunden und mit einer Verteilerkammer (13) versehen ist, an die die mit einer Zentralbohrung (14) versehene Zentrifugenwelle (3) angeschlossen ist, die am unteren Ende über eine Drehdurchführung (28) mit einem feststehenden Anschlußstutzen (29) für das heiße Hilfsmedium verbunden ist.
  2. 2. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehdurchführung (28) mit einem Ein- oder Mehrweganschluß versehen ist.
  3. 3. Zentrifuge nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Zentralbohrung (14) eine Rückführleitung (36) vorgesehen ist, die über die Drehdurchführung (28) und eine feststehenden Rückführleitung (40) mit einem feststehenden Abführstutzen (39) verbunden ist.
  4. 4. Zentrifuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehende Rückführleitung (40) außerhalb des Abfuhrstutzens (39) mit einem Absperrventil versehen ist.
  5. 5. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verteilerkammer (13) ausgehend im Boden (10) des Verteilertopfes (5) Bohrungen (15) vorgesehen sind, die im Innenraum des Verteilertopfes (5) enden.
  6. 6. Zentrifuge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (15) kopfseitig mit Düsenköpfen (18) versehen sind.
  7. 7. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerstifte (6) rohrförmig ausgebildet und über Bohrungen (17) mit der Verteilerkammer (13) verbunden sind.
  8. 8. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerstifte (6) kopfseitig mit Düsenköpfen (19) versehen sind.
  9. 9. Zentrifuge nach den Ansprüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe (18,19) als Hohlkegeldüsen ausgebildet sind.
  10. 10. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Verteilerkammer (13) ausgehend im Boden (10) des Verteilertopfes (5) Bohrungen (16) vorgesehen sind, die im Innenraum der Verteilerglocke (4) enden.
  11. 11. Zentrifuge nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (16) an der Außenseite mit Verteilerrohren (20) versehen sind.
  12. 12. Zentrifuge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Verteilerrohre (20) mit Düsenköpfen (21) versehen sind.
  13. 13. Zentrifuge nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenköpfe (21) als Flachstrahldüsen mit variablen Winkeln ausgebildet sind.
  14. 14. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Verteilerglocke (4) Schikanen (25,26) vorgesehen sind.
  15. 15. Zentrifuge nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schikanen (25,26) ringförmig und symmetrisch angeordnet, und/oder als Schaufelleitbleche ausgebildet sind.
  16. 16. Zentrifuge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am unteren Ende der Zentrifugenwelle (3) vorgesehene Dreheinführung (28) aus einem mit der Zentrifugenwelle (3) verbundenes Rotationsteil (31) und einem mit dem feststehenden Anschlußstutzen (29) verbundenes Festteil (30) besteht und zwischen dem Rotationsteil (31) und dem Festteil (30) eine Dichtung (32) eingebaut ist.






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