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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf das Gebiet von Zentrifugalabscheidern
und im Spezielleren auf eine Zentrifuge mit austauschbaren innenliegenden
Bauteilen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Über die
vergangenen letzten Jahre nahm die Nachfrage nach der effizienten
Beseitigung von Verunreinigungsstoffen aus Wasserversorgungen immer
mehr zu. Wegen der verhältnismäßig geringen Größe vieler
Verunreinigungsstoffe mit niedriger Dichte gelang es nicht, sie
durch herkömmliche
Aufbereitungsverfahren zu beseitigen, auch nicht durch Flüssigkeitsabscheidung.
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Flüssigkeitsabscheidung
kann jeden Prozess umfassen, der Stoffe aus einem Flüssigkeitsstrom
auffängt
und entfernt, was typischerweise zu einer geklärten Flüssigkeit mit weniger Verunreinigungsstoffen
und einem dichteren Strom führt,
der beseitigte Kontaminanten enthält. Eine weitere Bearbeitung
des dichteren Stroms in einem Verdickungsprozess kann zusätzliche
Flüssigkeit
entfernen, um ein dickes, pumpbares Breigemisch zurückzulassen, das
neun bis in etwa zwölf
Gewichtsprozent Feststoffe enthält.
Unter bestimmten Bedingungen kann ein Entwässerungsprozess noch mehr Wasser
aus dem Breigemisch eliminieren. Der Entwässerungsprozess kann ein agglomerierbares
aber immer noch feuchtes Gemisch aus ungefähr zwölf bis dreißig Gewichtsprozent Feststoffen
erbringen. In einem extremen Entwässerungsprozess kann das sich
ergebende Gemisch bis zu vierzig Gewichtsprozent Feststoffe umfassen.
Bei der Bearbeitung einer geklärten Flüssigkeit
kann ein zugeordneter Klärungsprozess suspendierte
Festpartikel entfernen, wodurch eine noch wesentlich mehr geklärte Flüssigkeit
zurückbleibt.
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Eine
Art eines technischen Flüssigkeitsabscheidungsverfahrens
kann einen Membranfiltrationsprozess umfassen. Typischerweise entfernt
ein Membranfiltrationsprozess Partikel aus einer Flüssigkeit,
indem diese in einem Filter mit einer spezifischen Größe, der
sich für
eine bestimmte Anwendung eignet, zurückgehalten werden. Einige Beispiele
für Membranfiltrationsprozesse
umfassen Mikrofiltration, Ultrafiltration und Nanofiltration. Für unlösliche Partikel
kann Mikrofiltration eingesetzt werden, um diese Partikel aus einer
Flüssigkeit
abzufangen und zu entfernen. Ultrafiltration kann einen Reinigungsprozess
definieren, der als Primärreinigungsfilter
dient, um ein gewünschtes
Feststoffprodukt mit einer bestimmten Größe zu isolieren. Ein Nanofiltrationsprozess
kann in einem abschließenden
Reinigungsprozess eingesetzt werden, um Kontaminanten zu entfernen,
die so klein sind wie mikroskopische Bakterienkapseln.
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Ein
anderes Beispiel für
ein technisches Flüssigkeitsabscheidungsverfahren
kann Zentrifugalabscheidung umfassen. Bei der Zentrifugalabscheidung
kann eine Zentrifuge die Zentrifugalkraft nutzen, damit dichterer
Verunreinigungsstoff aus einem flüssigen Medium abgeschieden
wird, um eine geklärte
Flüssigkeit
zu hinterlassen. Indem eine Zentrifugalkraft erzeugt wird, die um
mehrere Male höher ist
als die Schwerkraft, trennen sich dichtere Kontaminanten vom flüssigen Medium.
Um eine Zentrifugalkraft in der Zentrifuge zu erzeugen, wird das
flüssige
Medium oftmals in einer Kammer untergebracht, die sich entlang einer
Symmetrieachse dreht, wodurch die Zentrifugalkraft in einer radialen
Richtung von der Symmetrieachse weg erzeugt wird. Dichtere Kontaminanten,
die im flüssigen
Medium suspendiert sind, werden dann gegen eine Außenwand
der sich drehenden Kammer gedrängt
und können
durch Öffnungen
in der Kammer zu einem außen
befindlichen Auffangbecken durchtreten. Die zurückbleibende geklärte Flüssigkeit,
die weniger dicht ist, bleibt nahe der Achse und kann typischerweise über einen
Klärflüssigkeitsauslass
aus der Kammer entfernt werden.
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Ein
Verfahren zur Regelung/Steuerung eines Zentrifugalabscheidungsprozesses
besteht darin, die in der Kammer herrschende Zentrifugalkraft zu
verändern.
Um die Zentrifugalkraft zu erhöhen,
kann entweder der Durchmesser der Rotationskammer und/oder die Drehgeschwindigkeit
der Kammer erhöht
werden. Obwohl eine Erhöhung
der Drehgeschwindigkeit einer Zentrifuge die Zentrifugalkraft erhöhen kann,
um kleinere, weniger dichte Verunreinigungsstoffe zu eliminieren,
können
jedoch durch die zusätzliche
Zentrifugalkraft auch Probleme aufgeworfen werden Einige der Probleme,
die mit einer Erhöhung
der Zentrifugalkraft in einer Kammer zusammenhängen, umfassen Berstdruck,
Auswuchtung und Abrieb. Weil im Allgemeinen dichtere Kontaminanten
gegen die Außenwand
oder -wände
der Rotationskammer gedrängt
werden, können
Berstdruckgrenzen von Materialien, die zur Ausbildung der Außenwand
oder -wände
verwendet werden, zu einem kritischen Konstruktionselement der Kammer
werden. Eine dynamische Auswuchtung der Rotationskammer kann auch
zu einem Problem werden, wenn die Wanddicke erhöht wird, um eine höhere Berstdruckauslegung
bereitzustellen und/oder wenn die Drehgeschwindigkeiten angehoben
werden. Wenn die Zentrifugalkraft erhöht wird, kann auch die Geschwindigkeit
der dichteren Kontaminanten zunehmen, was bewirkt, dass sich Feststoffteilchen
mit hohen Geschwindigkeiten fortbewegen. Die hohe Geschwindigkeit
der dichteren Partikel kann den Feststoffteilchen eine abrasive
Eigenschaft verleihen, wenn diese mit den Wänden der Kammer in Berührung kommen,
was gegebenenfalls zu einer Abtragung der Kammerwände führen kann.
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Wenn
dichtere Kontaminanten aus einem flüssigen Medium extrahiert werden,
können
sich die in der Wand ausgebildeten Öffnungen, die es ermöglichen,
dass die dichteren Verunreinigungsstoffe aus der Rotationskammer
ausgetrieben werden, mit Schwebeteilchen oder Feststoffen zusetzen.
Trotz hoher Zentrifugalkraft können
die Schwebeteilchen die Öffnungen
verstopfen und hinter diesem "Verstopfungspunkt" eine Ansammlung
relativ fester Stoffe entstehen lassen. Sobald eine Öffnung verstopft ist,
muss die Zentrifuge angehalten und die Verstopfung behoben werden,
damit die Zentrifuge wieder in Betrieb gesetzt werden kann. Ein
anderes Problem kann aufgrund der erhöhten Drehung der Kammer bestehen.
Wenn sich die Kammer um eine Mittelachse dreht, kann die Trägheit oder
das Moment des in Drehung befindlichen flüssigen Mediums ein inneres Verwirbelungsmuster
entstehen lassen, das als Zyklonverwirbelung bekannt ist. Weil diese
Verwirbelung oftmals eine Aufrührbewegung
in den dazugehörigen
Kammern hervorruft, kann es wünschenswert
sein, diesen Zyklonverwirbelungseffekt durch Beschränken der
Drehgeschwindigkeiten zu verhindern.
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Ein
Verfahren zum Aufbau einer äußeren Auffangwand
einer Zentrifuge in konzentrischen Schichten ist in der
US6033564 (Kirker et al.)
offenbart. Ein Verfahren zum Abscheiden von Flüssigkeit und zum Entfernen
der schweren Partikel aus entweder Flüssigkeit oder Gas in einer
Zentrifugenvorrichtung ist auch in der
WO 00/02663 (Kirker et al.) offenbart.
Die
DE 1632324 (Telle)
offenbart darüber
hinaus eine Trichterzentrifuge.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß wird eine
Zentrifuge zur Entfernung dichteren Stoffs aus einem flüssigen Medium
bereitgestellt, die Folgendes umfasst: eine Flüssigkeitsscheidewand, die in
eine nicht drehende Hülse
eingesetzt ist, um einen Einschließungsbereich dazwischen zu
bilden; wobei der Einschließungsbereich
betriebsbereit ist, um einen Teil des flüssigen Mediums aufzunehmen,
das eine größere Konzentration
des dichteren Stoffs aufweist; wobei die Flüssigkeitsscheidewand eine Innenfläche, einen Mittelabschnitt
und eine Außenfläche umfasst;
wobei die Flüssigkeitsscheidewand
allgemein parallel zu einer Drehachse ausgerichtet und betriebsbereit
ist, um sich um die Drehachse zu drehen; wobei die Flüssigkeitsscheidewand
eine Aufnahme umfasst, die teilweise durch eine jeweilige an der
Innenfläche
ausgebildete Geometrie und eine im Mittelabschnitt ausgebildete
Form gebildet ist, um einen leeren Raum zwischen der Innen- und
Außenwandfläche zu bilden;
wobei die Aufnahme betriebsbereit ist, um zur Abscheidung des dichteren
Stoffs vom flüssigen
Medium beizutragen; wobei sich mindestens ein Strömungsweg
durch die Flüssigkeitsscheidewand
ausgehend vom leeren Raum zur Außenfläche erstreckt; und der Strömungsweg
betriebsbereit ist, um den dichteren Stoff zum Einschließungsbereich
zu transportieren, gekennzeichnet durch einen Vorsprung, der einen
Teil der jeweiligen Form bildet und sich in den dazugehörigen leeren
Raum der Aufnahme erstreckt, oder an der Innenwand des Strömungswegs ausgebildet
ist, wobei der Vorsprung betriebsbereit ist, um eine ungeordnete
Verwirbelung im leeren Raum zu erzeugen, um die Entstehung einer
Zyklonwirbelströmung
zu verhindern, und/oder betriebsbereit ist, um die Entstehung einer
Verstopfung in dem mindestens einen Strömungsweg zu unterbrechen.
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In Übereinstimmung
mit den Lehren der vorliegenden Erfindung wurden die mit einer Zentrifuge zusammenhängenden
Nachteile und Probleme wesentlich reduziert oder abgeschafft. In
einer Ausführungsform
kann eine Zentrifuge zur Entfernung dichterer Partikel oder anderer
dichterer Verunreinigungsstoffe aus einem flüssigen Medium eine Scheidewand
umfassen, die in eine nicht drehende Hülse eingesetzt ist, um dazwischen einen
Einschließungsbereich
für die
dichteren Partikel oder andere dichtere Verunreinigungsstoffe zu
bilden. Die Scheidewand kann eine Innenfläche, einen Mittelabschnitt
und eine Außenfläche umfassen.
Die Scheidewand kann allgemein parallel mit einer Drehachse ausgerichtet sein
und sich um die Drehachse drehen. In Übereinstimmung mit den Lehren
der vorliegenden Erfindung kann eine Aufnahme oder können mehrere
Aufnahmen in der Scheidewand ausgebildet sein. Jede Aufnahme kann
eine jeweilige, an der Innenfläche
ausgebildete Geometrie und eine jeweilige, im Mittelabschnitt ausgebildete
Form umfassen, um zur Abscheidung der dichteren Teilchen und anderer
dichter Kontaminanten beizutragen. Die Scheidewand kann auch eine Öffnung umfassen,
die sich durch die Scheidewand ausgehend von der Innenfläche zur Außenfläche erstreckt.
Diese Öffnung
kann die dichteren Teilchen und andere Kontaminanten zum Einschließungsbereich
transportieren.
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In
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Abscheiden dichterer
Partikel aus einem flüssigen
Medium unter Verwendung einer Zentrifuge bereitgestellt. Die Zentrifuge
kann die Bereitstellung eines Zentrifugenkerns umfassen, der in
einer nicht drehenden Hülse angeordnet
ist. Der Zentrifugenkern kann eine Scheidewand mit einer Innenfläche, einem
Mittelabschnitt und einer Außenfläche umfassen.
Eine oder mehrere Aufnahme/n kann/können auf der Innenfläche der Scheidewand
ausgebildet sein. Jede Aufnahme kann zur Abscheidung der dichteren
Partikel aus einem flüssigen
Medium beitragen. Das Verfahren kann umfassen, den Zentrifugenkern
aus mehreren allgemein zylindrischen Scheiben herzustellen. Alternativ
kann der Zentrifugenkern aus mehreren allgemein längsverlaufenden
Keilen gebildet sein. Das Verfahren kann umfassen, die allgemein
zylindrischen Scheiben oder die allgemein längsverlaufenden Keile entlang
einer Drehachse auszurichten. Der Zentrifugenkern kann sich um diese
Achse drehen, wodurch eine Zentrifugalkraft bewirkt wird, die auf
die dichteren Partikel übertragen
werden soll, um sie aus dem flüssigen
Medium abzuscheiden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zur Entfernung dichterer
Partikel aus einem flüssigen
Medium umfassen, eine Zentrifuge mit einem Zentrifugenkern herzustellen,
der in einer äußeren, nicht
drehenden Auffanghülse
angeordnet ist. Der Zentrifugenkern kann eine Scheidewand umfassen,
die mindestens eine Aufnahme mit einer Öffnung und einem sich durch
sie erstreckenden Strömungsweg
aufweist. Indem der Zentrifugenkern um die Drehachse in Drehung
versetzt wird, kann eine Zentrifugalkraft erzeugt werden. Die dichteren
Partikel können durch
eine Öffnung
in der Aufnahme und durch den Strömungsweg zur äußeren, nicht
drehenden Auffanghülse
entfernt werden. Das Verfahren kann umfassen, eine Zyklonwirbelströmung in
der Aufnahme zu erzeugen. Die Zyklonwirbelströmung kann zur Vorbeugung dagegen
beitragen, dass die dichteren Partikel die Öffnung verstopfen.
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Ein
technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann die Vorbeugung
gegen Verstopfen von Öffnungen
in einer Flüssigkeitsscheidewand
umfassen. In manchen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung kann ein verstopfungsverhindernder Vorsprung
in die Öffnung
eingesetzt sein, um eine Verstopfung durch die dichteren Partikel
zu verhindern. Der verstopfungsverhindernde Vorsprung kann in der
Innenfläche
einer Düse
ausgebildet sein, um eine Wirbelströmung aus der Düse heraus
zu erzeugen. Die Wirbelströmung
kann ein Zusetzen verhindern, wenn die dichteten Partikel aus der
Düse austreten.
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Ein
anderer technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung umfasst,
jegliche Zyklonwirbelströmung
zu unterbrechen, die in einem leeren Bereich einer Aufnahme entsteht.
Einen verwirbelungsverhindernden Vorsprung in eine Aufnahme einzusetzen, kann
eine Entstehung einer Zyklonwirbelströmung im leeren Bereich der
Aufnahme verhindern. Diese Wirbelströmung zu verhindern kann die
Abscheidung der dichteren Partikel aus dem flüssigen Medium steigern.
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Ein
weiterer technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung kann umfassen,
die Abscheidungsgeschwindigkeit der im flüssigen Medium enthaltenen dichteren
Partikel zu verändern.
Die Ausbildung steil oder sanft abfallender Wände auf einer Innenseite der
Aufnahmewände
kann eine Reibungskraft schaffen, wenn sich die dichteren Teilchen
zur Öffnung
hin bewegen. Diese Reibungskraft kann je nach dem Winkel oder Gefälle der
Aufnahmewände variieren.
Indem der Winkel oder das Gefälle
wie etwa durch Hinzufügen
einer steil abfallenden Wand erhöht
wird, können
sich die dichteren Partikel schneller zur Öffnung hin bewegen. Dies kann
die durch die Zentrifugalkraft hervorgerufenen Abscheidungswirkungen
mindern, da weniger dichte Flüssigkeit
zusammen mit der dichteren Flüssigkeit
aus der Öffnung
heraustransportiert werden kann. Das Vorsehen einer sanft abfallenden
Wand auf der Innenseite der Aufnahme lässt die Reibungskräfte die
Geschwindigkeit der Teilchen verlangsamen, was eine zusätzliche
Beseitigung von Flüssigkeiten
wie etwa Wasser aus den Partikeln ermöglicht, wenn sie sich langsamer
entlang der Wände
der Aufnahme zur Öffnung
hin bewegen.
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Alle
oder einige dieser technischen Vorteile können in verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung vorkommen. Andere technische Vorteile
werden für
den Fachmann auf dem Gebiet aus den folgenden Figuren, Beschreibungen
und Ansprüchen
ohne weiteres hervorgehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Ein
vollständigeres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile lässt sich durch Bezugnahme auf
die folgende Beschreibung in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen
erlangen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Merkmale bezeichnen:
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1 stellt
eine Schemazeichnung dar, die eine isometrische Ansicht mit in unterbrochenen
Linien dargestellten Abschnitten einer Zentrifuge zeigt, welche
die Lehren der vorliegenden Erfindung verkörpert;
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2 stellt
eine Schemazeichnung im Schnitt entlang der Linien 2-2 von 1 dar;
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3A stellt
eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsscheidewand dar, die
zum Teil durch eine Aufnahmescheibe gebildet ist, welche die Lehren
der vorliegenden Erfindung verkörpert;
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3B stellte
eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsscheidewand dar, die
zum Teil durch einen Aufnahmekeil gebildet ist, der die Lehren der
vorliegenden Erfindung verkörpert;
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4 stellt
eine perspektivische Ansicht der Flüssigkeitsscheidewand mit beispielhaften
Ausführungsformen
von Aufnahmen dar, welche die Lehren der vorliegenden Erfindung
verkörpern;
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die 5A und 5B stellen
eine perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht einer beispielhaften
Ausführungsform
einer Aufnahme mit gerade abfallenden Seitenwänden nach den Lehren der vorliegenden
Erfindung dar;
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die 6A und 6B stellen
eine perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht einer beispielhaften
Ausführungsform
einer Aufnahme mit zusammengesetzt gekrümmten Seitenwänden nach
den Lehren der vorliegenden Erfindung dar;
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die 7A und 7B stellen
eine perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht einer beispielhaften
Ausführungsform
einer Aufnahme mit einer sanft und einer steil abfallenden Seitenwand
nach den Lehren der vorliegenden Erfindung dar;
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die 8A und 8B stellen
zwei perspektivische Ansichten beispielhafter Ausführungsformen
einer Öffnung
dar, die in einer Aufnahme an der Innenwand des Zentrifugalabscheiders
nach den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
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die 9A und 9B stellen
eine perspektivische bzw. eine Querschnittsansicht einer Aufnahme
mit einer beispielhaften Ausführungsform
eines verwirbelungsverhindernden Vorsprungs dar, der an der Innenfläche der
Aufnahme nach den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgebildet
ist; und
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die 10A bis 10C stellen
beispielhafte Ausführungsformen
verschiedener verwirbelungsverhindernder Vorsprünge dar, die in einer Aufnahme nach
den Lehren der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile lassen sich am besten
durch Bezugnahme auf die 1 bis 10C verstehen,
worin gleiche Zahlen zur Bezeichnung gleicher oder entsprechender
Teile verwendet werden.
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1 stellt
eine Schemazeichnung dar, die eine isometrische Ansicht mit in unterbrochenen
Linien dargestellten Abschnitten einer Zentrifuge 10 zeigt.
Die Zentrifuge 10 kann einen Zentrifugenkern 20 umfassen,
der in einer nicht drehenden Außenhülse 12 angeordnet
ist. Der Zentrifugenkern 20 kann einen Einlass 14 für flüssiges Medium,
einen Auslass 16 für
geklärte
Flüssigkeit
und eine Flüssigkeitsscheidewand 26 umfassen.
Die Flüssigkeitsscheidewand 26 kann
zwischen einer ersten Gehäuseabdeckung 22 und
einer zweiten Gehäuseabdeckung 24 eingeschlossen
sein.
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Die
nicht drehende Außenhülse 12 kann
einen Ansammlungs- oder Einschließungsbereich 18 zwischen
dem Zentrifugenkern 20 und der nicht drehenden Außenhülse 12 bilden.
Der Ansammlungsbereich 18 kann dichtere Partikel oder andere
Verunreinigungsstoffe ansammeln, die aus dem flüssigen Medium abgeschieden
wurden und durch Öffnungen 28 hindurchgetreten
sind. Wenn sich dichtere Partikel im Ansammlungsbereich 18 ansammeln,
können
die hochdichten Partikel zwischen dem Zentrifugenkern 20 und
der nicht drehenden Außenhülse 12 von
der Zentrifuge 10 weg strömen.
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Der
Einlass 14 für
flüssiges
Medium kann an der oberen Gehäuseabdeckung 22 angebracht
sein, um eine in die Zentrifuge 10 führende Öffnung für das flüssige Medium bereitzustellen.
Obwohl der Einlass 14 für
flüssiges
Medium als an der ersten Gehäuseabdeckung 22 angebracht
gezeigt ist, kann er sich auch an irgendeiner anderen Stelle am
Zentrifugenkern 20 befinden.
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Der
Auslass 16 für
geklärte
Flüssigkeit
kann in der zweiten Gehäuseabdeckung 24 ausgebildet sein.
Der Auslass 16 für
geklärte
Flüssigkeit
kann zum Ausleiten der geklärten
Flüssigkeit
verwendet werden, nachdem die dichteren Partikel durch die Öffnungen 28 in
der Flüssigkeitsscheidewand 26 entfernt
wurden.
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Die
Flüssigkeitsscheidewand 26 kann
zwischen der ersten Gehäuseabdeckung 22 und
der zweiten Gehäuseabdeckung 24 angeordnet
sein. Die erste Gehäuseabdeckung 22 und
die zweite Gehäuseabdeckung 24 können dazu
verwendet werden, die Endstücke
des Zentrifugenkerns 20 mit der dazwischen angeordneten
Flüssigkeitsscheidewand 26 zu
bilden. Die Flüssigkeitsscheidewand 26 kann
aus verschiedenen Abschnitten bestehen und umfasst verschiedene
Aufnahmen mit jeweiligen Geometrien und Formen. Diese verschiedenen
Abschnitte können
mehrere horizontale Schichten von Aufnahmen umfassen, die libereinandergestapelt
werden können,
um die Flüssigkeitsscheidewand 26 zu
bilden. Alternativ kann die Flüssigkeitsscheidewand 26 aus verschiedenen
vertikalen Abschnitten von Aufnahmen bestehen, die zusammengesetzt
werden, um die Flüssigkeitsscheidewand 26 zu
bilden. Bei einigen Ausführungsformen
kann die erste Gehäuseabdeckung 22 und
die zweite Gehäuseabdeckung 24 mit
(nicht ausdrücklich
gezeigten) Langschrauben durch Schraubenöffnungen 27, wie in 2 gezeigt, befestigt
werden, um die verschiedenen Abschnitte und Bestandteile der Flüssigkeitsscheidewand 26 zusammenzuhalten.
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Der
Zentrifugenkern 20 kann so ausgelegt sein, dass der sich
in der nicht drehenden Hülse 12 dreht.
Diese Drehung kann eine Zentrifugalkraft erzeugen, um die dichteren
Partikel aus einem flüssigen
Medium abzuscheiden. In manchen Ausführungsformen kann eine Antriebswelle 17 den
Zentrifugenkern 20 drehen, um eine Zentrifugalkraft zu
erzeugen. Die Drehung der Antriebswelle 17 kann eine Zentrifugalkraft
im Zentrifugenkern 20 je nach dessen Geschwindigkeit und
Durchmesser im Bereich von ungefähr
fünfhundert
bis ungefähr
achttausend Schwerkrafteinheiten entstehen lassen. Indem eine hohe
Zentrifugalkraft von etwa achttausend Schwerkrafteinheiten im Zentrifugenkern 20 bereitgestellt wird,
können
bis zu ca. 0,5 μm
kleine dichtere Partikel aus dem flüssigen Medium abgeschieden
werden. In manchen Ausführungsformen
verleiht die Zentrifuge 10 dem flüssigen Medium eine Zentrifugalkraft
zur Beseitigung von Feststoffteilchen im Größenbereich von ca. 3 mm bis
ca. 0,5 μm.
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Wenn
die Zentrifugalkraft auf die Flüssigkeit einwirkt,
werden die verschiedenen Dichten im flüssigen Medium getrennt, wobei
die schwereren, dichteren Partikel zur nicht drehenden Außenhülse 12 hin gedrängt werden.
Wenn sich diese dichteren Partikel der Öffnung 28 in der Flüssigkeitsscheidewand 26 nähern, befindet
sich die Zentrifugalkraft aufgrund des Abstands von einer Drehachse
auf ihrem Höhepunkt.
Die durch die Öffnung 28 austretenden
Teilchen können
sich an der nicht drehenden Außenhülse 12 anordnen.
Die übrige
Flüssigkeit,
oder die geklärte
Flüssigkeit,
die im innersten Teil der Flüssigkeitsscheidewand 26 enthalten
ist, kann über
den Zentrifugenkern 20 in den Auslass 16 für geklärte Flüssigkeit
fließen.
Je nach der Extraktionsrate der Partikel kann mehr flüssiges Medium
im Zentrifugenkern 20 Platz finden. Typischerweise kann
die Strömungsrate
des flüssigen
Mediums in den Zentrifugenkern 20 im Bereich von ca. 1.900
Liter pro Minute liegen. In manchen Ausführungsformen beträgt die Strömungsrate
des flüssigen
Mediums ca. 230 bis 470 Liter pro Minute.
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Die
Flüssigkeitsscheidewand 26,
die zwischen der ersten Gehäuseabdeckung 22 und
der zweiten Gehäuseabdeckung 24 eingeschlossen
ist, kann eine Aufnahme 30 umfassen, die an der Flüssigkeitsscheidewand 26 ausgebildet
ist. Die Aufnahme 30 kann eine spezielle Geometrie und
eine spezielle Form umfassen, die zur Öffnung 28 führt. Je
nach der jeweiligen Geometrie und Form der Aufnahme 30 können die
Zentrifugalkräfte
in der Aufnahme 30 die Abscheidungswirkungen der dichteren
Partikel aus dem flüssigen
Medium verändern.
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2 stellt
eine Querschnittsansicht der Zentrifuge 10 dar. Der Zentrifugenkern 20 kann
aus einer Innenfläche 38,
einer mittleren Schicht 39 und einer Außenfläche 40 bestehen, die
um eine Drehachse 36 angeordnet sind. Der Zentrifugenkern 20 kann
mindestens eine Aufnahme 30 mit mindestens einer Öffnung 28 umfassen.
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Die
Innenfläche 38 kann
in Kontakt mit einem flüssigen
Medium stehen und eine Geometrie annehmen, um die Aufnahme 30 zu
bilden. Weil die Innenfläche 38 durch
das flüssige
Medium abgetragen werden kann, kann sie aus austauschbaren Einsätzen bestehen.
Typischerweise kann die Innenfläche 38 dünnen rostfreien
Stahl, Keramik, Kunststoff, Urethan oder irgendein anderes Material
und/oder irgendeine andere Beschichtung umfassen, das/die sich dazu
eignet, eine innenliegende Verschleißschicht bereitzustellen. In
einer Ausführungsform umfasst
die Innenfläche 38 eine
austauschbare Urethanausklei dung, die über die mittlere Schicht 39 gesetzt
ist. In manchen Ausführungsformen
kann die mittlere Schicht 39 Schraubenöffnungen 27 umfassen,
um (nicht ausdrücklich
gezeigte) Langschrauben aufzunehmen, welche Segmente der Flüssigkeitsscheidewand 26 in
einer festen Position halten können.
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Die
mittlere Schicht 39 kann dem Zentrifugenkern Stütze und
Struktur verleihen und kann eine in der Aufnahme 30 hergestellte
Form umfassen, um das flüssige
Medium einzuschließen.
Die Form der Aufnahme 30 kann einen leeren Bereich 32 schaffen, der
unter einer Zentrifugalkraft zur Abscheidung der dichteren Partikel
aus dem flüssigen
Medium beiträgt.
Typischerweise kann die mittlere Schicht 39 aus Urethan,
einem Füllstoff,
einem Polymer, oder irgendeinem anderen geeigneten Material bestehen, um
eine Form für
die Innenfläche 38 bereitzustellen.
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Die
Außenfläche 40 kann
angrenzend an die nicht drehende Außenhülse 12 ausgebildet
sein und kann eine Öffnung 28 umfassen.
Typischerweise kann die Außenfläche 40 eine äußere Festigkeitsschicht
aus gewickelten oder geflochtenen Kohlenstoff- oder Graphitfasern
umfassen, mit einem Harz, einem Metall, einem Polymer mit Kohlenstofffüllstoff, einem
Polymer mit Glasfüllstoff,
einem hochfesten Verbundkunststoff oder irgendeinem anderen geeigneten
Material, das dazu verwendet wird, eine hohe Berstfestigkeit bereitzustellen.
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Die Öffnung 28 kann
einen Weg für
die dichteren, mit etwas flüssigem
Medium gemischten Partikel zum Ansammlungsbereich 18 bereitstellen,
die aus der Aufnahme 30 entfernt werden sollen. Typischerweise
kann die Öffnung
eine in der Aufnahme 30 ausgebildete Düse, eine Einsatzvorrichtung
oder irgendeine andere geeignete Verbindung zur Bereitstellung eines
Wegs für
die dichteren Partikel umfassen, damit diese sich aus der Aufnahme 30 heraus und
zum Ansammlungsbereich 18 bewegen können.
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Weil
der Zentrifugenkern 20 an der Drehachse 36 zentriert
sein kann, kann die Drehung des Zentrifugenkerns 20 eine
Zentrifugalkraft erzeugen, wobei die Kraft von der Drehachse 36 weg
gerichtet ist. Wenn das flüssige
Medium in den Zentrifugenkern 20 eintritt, werden die im
flüssigen
Medium befindlichen schweren Partikel in einer radialen Richtung
nach außen
getrieben, die von der Drehachse 36 zur Aufnahme 30 verläuft. Die
durch die Drehung des Zentrifugenkerns 20 erzeugte Zentrifugalkraft
kann zunehmen, wenn sich die Partikel von der Drehachse 36 weiter
weg bewegen. Die zunehmende Kraft kann die dichteren Partikel durch
die Öffnung 28 nach
außen drängen, so
dass sie sich in dem Ansammlungsbereich 18 anordnen, der
zwischen der nicht drehende Außenhülse 12 und
dem Zentrifugenkern 20 ausgebildet ist. Die Öffnung 28 kann
einen Teil der Aufnahme 30 bilden, was dafür sorgt,
dass schwere Sedimentpartikel und etwas flüssiges Medium durch die Aufnahme 30 ausgehend
von der Innenfläche 38 der Flüssigkeitsscheidewand 26 zur
nicht drehenden Außenhülse 12 durchtreten
können.
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3A und 3B stellen
eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsscheidewand 26 mit einer
austauschbaren Aufnahme 30 dar. In manchen Ausführungsformen
kann die Flüssigkeitsscheidewand 26 die
Aufnahme 30 auf modulare Weise eingebaut haben. Jeder Bestandteil
der Flüssigkeitsscheidewand 26 kann
stückweise
zusammengesetzt werden, um eine fertige Wandeinheit zu bilden.
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Die
Aufnahme 30 kann in jedem Aufnahmebestandteil mindestens
eine Öffnung 28 umfassen, jedoch
kann die Anzahl der Öffnungen
je nach der Auslegung der Aufnahme 30 variieren. Die Aufnahme 30 kann
einen austauschbaren Einsatz bilden, der dazu verwendet werden kann,
die Flüssigkeitsscheidewand 26 auf
modulare Weise zusammenzusetzen. In manchen Ausführungsformen kann die Flüssigkeitsscheidewand 26 aus
austauschbaren Einsätzen
hergestellt werden, die einen Stapel von Aufnahmescheiben 35 umfassen.
Die Aufnahmescheiben 35 können eine kreisförmige Formation
von Aufnahmen 30 umfassen, die so angeordnet sind, dass
sie zwischen der ersten Gehäuseabdeckung 22 und
der zweiten Gehäuseabdeckung 24 eingesetzt sind.
Alternativ kann die Flüssigkeitsscheidewand 26 mit
einem Aufnahmekeil 34 von Aufnahmen 30 hergestellt
werden. Ein einzelner Aufnahmekeil 34 kann mindestens eine
Aufnahme 30 umfassen, die so gesetzt ist, dass sie einen
Abschnitt der Flüssigkeitsscheidewand 26 bildet.
Indem ein Aufnahmekeil 34 in einer Anordnung auf Art eines "Kuchens" neben andere Aufnahmekeile 34 gesetzt
wird, kann die Flüssigkeitsscheidewand 26 in
Modulen hergestellt und durch den ersten Gehäuseabschnitt 22 und
den zweiten Gehäuseabschnitt 24 umschlossen
werden. Der Aufnahmekeil 34 und die Aufnahmescheibe 35 können durch
Modellguss, Maschinenpressen oder irgendwelche andere geeignete
Mittel zur Herstellung der jeweiligen Aufnahmeformen hergestellt
werden.
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4 stellt
eine perspektivische Ansicht einer Flüssigkeitsscheidewand 26 dar,
die beispielhafte Ausführungsformen
von Aufnahmen 30a, 30b, 30c und 30d umfasst.
Je nach einer bestimmten Abscheidungsanwendung kann die Aufnahme 30 verschiedenartige
auf der Flüssigkeitsscheidewand 26 ausgebildete
Geometrien umfassen und kann darüber hinaus
verschiedenartige in der mittleren Schicht 39 ausgebildete
Formen umfassen. In manchen Ausführungsformen
können
die Aufnahmen 30a, 30b, 30c und 30d wabenartig entlang
der Innenfläche 38 der Flüssigkeitsscheidewand 26 ausgebildet
sein, um die dichteren Partikel aus dem flüssigen Medium abzuscheiden.
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Je
nach der Anwendung der Flüssigkeitsabscheidung
kann die gewählte
Geometrie eine vierseitige Aufnahme 30a, eine dreieckige
Aufnahme 30b, eine sechseckige Aufnahme 30c oder
eine achteckige Aufnahme 30d umfassen. Andere Geometrien
der Aufnahme 30, die an der Innenfläche 38 ausgebildet wird,
können
eine Dreiecks-, Quadrat-, Rechtecks-, Trapez-, Rauten-, Rhombus,
Fünfecks-,
Sechsecks-, Achtecks-, Kreis-, Oval-, mehrwandige Form oder irgendeine
andere Geometrie umfassen, die sich dazu eignet, eine Aufnahme 30 auf
der Innenfläche 38 herzustellen.
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Zusätzlich zur
Ausbildung einer speziellen Geometrie kann die Aufnahme 30 verschiedenartige Formen
umfassen. Die Form der in der mittleren Schicht 39 ausgebildeten
Aufnahme 30 kann eine Pyramiden-, Dreiecks-, Fünfecks-,
Sechsecks-, Achtecks-, Trapez- oder irgendeine andere mehrwandige Form
umfassen, die so wirkt, dass ein leerer Bereich in der Flüssigkeitsscheidewand 26 bereitgestellt
wird. Die Formen der Aufnahme 30 können darüber hinaus so festgelegt werden,
dass sie gekrümmte
Wände, zusammengesetzte
gekrümmte
Wände,
steil abfallende Wände,
sanft abfallende Wände,
gerade Wände,
flache Wände,
asymmetrisch geformte Wände, unregelmäßig geformte
Wände,
irgendeine Kombination von diesen oder irgendeine andere Wandform umfassen,
die sich eignet, um eine Aufnahme 30 in der mittleren Schicht 39 auszubilden.
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In
manchen Ausführungsformen
kann die Aufnahme 30 eine an der Innenwand der Flüssigkeitsscheidewand 26 ausgebildete
Geometrie mit zusammenlaufend abfallenden Wänden umfassen, die von der
Innenfläche
der Flüssigkeitsscheidewand 26 zu
einer mittleren Öffnung 28 im äußeren Abschnitt der
Flüssigkeitsscheidewand 26 führen. In
manchen Ausführungsformen
kann die Aufnahme 30 mit mehreren Aufnahmen 30 ausgebildet
sein, die wabenartig angeordnet sind. In einer anderen Ausführungsform
kann die Aufnahme 30 so eingerichtet sein, dass sie einen
Bereich von achtzig Prozent oder mehr der Gesamtfläche der
Flüssigkeitsscheidewand 26 ausmacht.
Je nach der Anwendung, die eine Zentrifugalabscheidung erforderlich
macht, kann die Flüssigkeitsscheidewand 26 Kombinationen
unterschiedlich geformter Aufnahmen 30 umfassen, die an der
Innenfläche 38 ausgebildet
sind. In weiteren Ausführungsformen
kann die Aufnahme 30 eine Kombination unterschiedlicher
Geometrien und Formen umfassen, um die Flüssigkeitsscheidewand 26 zu
bilden.
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Die 5A und 5B stellen
eine perspektivische und eine Querschnittsansicht einer beispielhaften
Ausführungsform
einer Aufnahme 30 dar, die gerade abfallende Seitenwände 44 hat.
Die gerade abfallenden Seitenwände 44 können verschiedene
Neigungsgrade an der Innenwand der Aufnahme 30 umfassen.
In manchen Ausführungsformen
können
die verschiedenen Neigungen einen Neigungswinkel 29 umfassen.
Der Neigungswinkel 29 kann ausgehend von einer zu einer
Achse der Öffnung 28 senkrechten
Ebene zu einer Neigung an der Innenwand gemessen werden. Vorzugsweise
umfasst der Neigungswinkel 29 für gerade abfallende Seitenwände 44 Wandneigungen,
die durch Winkel gebildet sind, die zwischen zwanzig und sechzig
Grad betragen.
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Wenn
das flüssige
Medium in den Zentrifugenkern 20 eintritt, kann die Zentrifugalkraft,
die auf das flüssige
Medium übertragen
wird, die dichteren Partikel abscheiden, indem diese zur Öffnung 28 in der
Flüssigkeitsscheidewand 26 gedrängt werden. Die
dichteren Partikel können
am Aufnahmeeingang 42 in die Aufnahme 30 eintreten.
Die Aufnahme 30 kann eine gerade abfallende Seitenwand 44 umfassen,
um eine Zentrifugalkraft zu erzeugen, die entlang der Neigung der
Seitenwand, wenn sie zur Öffnung 28 führt, gleichmäßig ist.
Die auf die dichteren Partikel wirkende Zentrifugalkraft lässt eine
Abscheidung mit einer gleichmäßigen Rate
zu, wenn die dichteren Partikel zur Öffnung 28 hin beschleunigt werden.
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Indem
der Neigungswinkel 29 erhöht wird, um eine steiler abfallende
Wand zu schaffen, können sich
die dichteren Partikel schneller mit der Zentrifugalkraft zur Öffnung 28 hin
bewegen. Wenn hingegen der Neigungswinkel 29 an der Aufnahme 30 verkleinert
wird, können
die Reibungskräfte
zwischen den dichteren Partikeln an der gerade abfallenden Seitenwand 44 zunehmen,
wenn sich diese zur Öffnung 28 hin
bewegen. Die zunehmende Reibungskraft kann durch die Zunahme der
Zentrifugalkraft bewirkt werden, wenn sich die dichteren Partikel
weiter von der Drehachse 36 weg bewegen.
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Die 6A und 6B stellen
eine perspektivische und eine Querschnittsansicht einer beispielhaften
Ausführungsform
einer Aufnahme 30 mit einer zusammengesetzten gekrümmten Seitenwand 46 dar.
Die zusammengesetzte gekrümmte
Seitenwand 46 kann ausgehend vom Aufnahmeeingang 42 zur Öffnung 28 variierende
Winkel umfassen. In manchen Ausführungsformen
kann die zusammengesetzte gekrümmte
Seitenwand 46 einen Neigungswinkel 29 umfassen.
Der Neigungswinkel 29 kann auf dem Weg vom Aufnahmeeingang 42 nach
unten zur Öffnung 28 variieren.
Die verschiedenen Grade des Neigungswinkels 29 können einen
Bereich von weniger als oder gleich neunzig Grad nahe an der Öffnung 28 bis
zu einem Winkel von ungefähr
siebenunddreißig
Grad nahe dem Aufnahmeeingang 42 umfassen. Diese variierenden
Grade entlang der Wand können
eine Reibungskraft erzeugen, die am Aufnahmeeingang 42 höher ist
als nahe der Öffnung 28.
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Je
nach dem Neigungswinkel 29, den die zusammengesetzte gekrümmte Seitenwand 46 bildet, können die
dichteren Partikel aus dem flüssigen
Medium auf hohe Wandreibungskräfte
stoßen,
was zu einer langsameren Abscheidungsrate aus dem flüssigen Medium
führt.
Wenn sich diese dichteren Partikel entlang der Aufnahme 30 nach
unten zur Öffnung 28 bewegen,
können
die Wandreibungskräfte
aufgrund einer Zunahme des Neigungswinkels 29 an der zusammengesetzten
gekrümmten
Seitenwand 46 abnehmen. Diese Zunahme kann zu einer Minderung der
Reibungskraft führen,
die auf die dichteren Partikel übertragen
wird, wenn sie sich die Aufnahme 30 hinab zur Öffnung 28 bewegen.
Zusätzlich
zur Minderung der Reibungskraft kann die Zentrifugalkraft zunehmen,
die auf die dichteren Partikel übertragen wird,
wenn der Abstand von der Drehachse 36 größer wird.
Die Zentrifugalkraft kann in Kombination mit dem zunehmend steileren
Winkel der zusammengesetzten gekrümmten Seitenwand 46 eine
Beschleunigung der dichteren Partikel bewirken. Wie die Partikel
nahe der Öffnung 28 können die
dichteren Partikel im Vergleich zu der nach außen wirkenden Zentrifugalkraft
eine minimale Wandreibung haben. Wenn die Artikel in die Öffnung 28 der
Aufnahme 30 eintreten, kann die Reibungskraft im Vergleich
zu der Zentrifugalkraft unbedeutend sein, was bewirkt, dass die dichteren
Partikel am Ausgang der Öffnung 28 dicht gepackt
werden. Diese Verdichtung der dichteren Partikel nahe am Ausgang
der Öffnung 28 kann
für eine
zusätzliche
Klärung
des flüssigen
Mediums sorgen, und zwar weil die Verdichtung unter hohem Druck
erfolgt. Da die extrahierte geklärte
Flüssigkeit weniger
dicht ist, kann die Flüssigkeit
zur Mitte des Zentrifugenkerns 20 in die Nähe der Drehachse 36 gedrängt werden.
Die dichteren Partikel können
jedoch durch die Öffnung 28 ausgetrieben
werden, um sich im Ansammlungsbereich 18 abzusetzen.
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Die 7A und 7B stellen
eine perspektivische und eine Querschnittsansicht einer beispielhaften
Ausführungsform
einer Aufnahme 30 mit einer steil abfallenden Seitenwand 48 und
einer sanft abfallenden Seitenwand 49 dar, die an der Innenfläche 38 der
Flüssigkeitsscheidewand 26 ausgebildet sind.
Wenn das flüssige
Medium am Aufnahmeeingang 42 in die Aufnahme 30 eintritt,
kann durch die Drehung des Zentrifugenkerns 20 um die Drehachse 36 eine
Zyklonwirbelströmung 47 entstehen.
Die Zyklonwirbelströmung 47 kann
eine Wirbelbewegung innerhalb der Innenfläche 38 des leeren
Bereichs 32 bilden, und zwar wegen der Trägheitswirkungen
des flüssigen
Mediums, das um die Drehachse 36 herum beschleunigt wird.
Weil die Aufnahme 30 die beiden gekrümmten Wände umfassen kann, nämlich die steil
abfallende Seitenwand 48 und die sanft abfallende Seitenwand 49,
kann jede Wand unterschiedlich von der Zyklonwirbelströmung 47 betroffen
sein. In manchen Ausführungsformen
bewirkt die Zyklonwirbelströmung 47,
dass die dichteren Partikel von der sanft abfallenden Seitenwand 49 zur Öffnung 28 hin weggespült werden.
Alternativ können
die dichteren Partikel, die entlang der steil abfallenden Seitenwand 48 zur Öffnung 28 hinabsinken,
eine ausreichende Geschwindigkeit und Kraft haben, um die Auswirkungen
der Zyklonwirbelströmung 47 zu überwinden.
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Unterstützt durch
die Zyklonwirbelströmung 47 kann
die Aufnahme 30 diese verschiedenen Geschwindigkeiten der
durch die Öffnung 28 austretenden
dichteren Partikel begünstigen,
wodurch unterschiedliche Strömungsdurchsätze geschaffen
werden. Diese sich verändernden
Strömungsdurchsätze können die
Entstehung einer Verstopfung in der Öffnung 28 verhindern.
Zusätzlich
kann auch die Kraft der schnelleren Partikel dazu beitragen, jegliche
Partikel loszureißen,
die einen Stopfen in der Öffnung 28 zu
bilden beginnen.
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Die 8A und 8B stellen
zwei perspektivische Ansichten einer beispielhaften Ausführungsform
eines verstopfungsverhindernden Vorsprungs 50 dar, der
an der in der Aufnahme 30 befindlichen Innenwand der Öffnung 28 ausgebildet
ist. Indem der verstopfungsverhindernde Vorsprung 50 mit
der Öffnung 28 kombiniert
wird, kann durch Bereitstellen eines differenzierten Strömungsdurchsatzes
durch die Öffnung 28 ein
Schlusssteineffekt geschaffen werden, um die Möglichkeiten einer Verstopfung
zu senken. Der Schlusssteineffekt kann die Wirkung beschreiben,
welche der verstopfungsverhindernde Vorsprung 50 auf das
flüssige
Medium überträgt, wenn
die dichteren Partikel durch die Öffnung 28 strömen. Die
verstopfungsverhindernde Wirkung kann die Entstehung einer Verstopfung
in der Öffnung 28 unterbrechen.
Typischerweise schafft der verstopfungsverhindernde Vorsprung 50 einen
sich verändernden
Strömungsdurchsatz
durch die Öffnung 28,
so dass die Beseitigung irgendeines kleinen Teils einer potentiellen
Verstopfung, und zwar ein Schlussstein, zu einem Zerreißen oder
Abbruch der potentiellen Verstopfung führt.
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Der
verstopfungsverhindernde Vorsprung 50 kann jede Gestaltung
oder innenliegende Form sein, die in Kombination mit der Öffnung 28 eingesetzt wird.
Die ausgebildete innenliegende Form kann jede Form umfassen, die
sich dazu eignet, den sich verän dernden
Strömungsdurchsatz
durch die Öffnung 28 zu
bewirken. In einer Ausführungsform
umfasst der verstopfungsverhindernde Vorsprung 50 eine
Auskehlung, die sich entlang der Öffnung 28 erstreckt.
In einer alternativen Ausführungsform
umfasst der verstopfungsverhindernde Vorsprung 50 eine
Verdickung in der Öffnung 28,
um einen sich entlang der Öffnung 28 verändernden
Strömungsdurchsatz
zu schaffen.
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Die 9A und 9B stellen
eine perspektivische und eine Querschnittsansicht einer Aufnahme 30 dar,
die eine beispielhafte Ausführungsform
eines verwirbelungsverhindernden Vorsprungs 52 umfasst,
der an der Innenfläche 38 ausgebildet
ist. Die Zyklonwirbelströmung 47,
die durch die Drehung der Zentrifuge 10 hervorgerufen wird,
kann mit dem Einsatz des verwirbelungsverhindernden Vorsprungs 52 unterbrochen
werden. Der verwirbelungsverhindernde Vorsprung 52 kann
sich in den leeren Bereich 32 der Aufnahme 30 erstrecken.
Der verwirbelungsverhindernde Vorsprung 52 kann jede sich
in den leeren Bereich 32 der Aufnahme 30 erstreckende
Gestalt oder Auskragung umfassen, die eine ungeordnete Verwirbelung 60 im
flüssigen
Medium schafft. Die ungeordnete Verwirbelung 60 kann jede
Veränderung,
Unterbrechung, Abwandlung, Minderung oder Beschleunigung des durch
die Zyklonwirbelströmung 47 hervorgerufenen
Strömungsmusters
des flüssigen
Mediums oder jedes andere Strömungsmuster
im flüssigen
Medium einschließen.
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In
einigen Ausführungsformen
umfasst der verwirbelungsverhindernde Vorsprung 52 eine
hakenartige Form, die sich in der Nähe des Aufnahmeeingangs 42 befindet
und sich in den leeren Bereich 32 erstreckt. Diese hakenartige
Form kann eine mehrseitige, zugespitzte, konische oder irgendeine andere
Form sein, die dazu geeignet ist, eine ungeordnete Verwirbelung 60 in
der Aufnahme 30 zu schaffen. In manchen Ausführungsformen
kann der verwirbelungsverhindernde Vorsprung 52 eine Unterbrechung
der Zyklonwirbelströmung 47 hervorrufen, indem
der Flüssigkeitsweg
im leeren Bereich 32 unterbrochen wird. Diese Unterbrechung
kann einen Rückfluss
des Flüssigkeitsstroms
entgegen der Zyklonverwirbelung 47 hervorrufen, womit die
Zyklonströmung
zerstreut wird. In anderen Ausführungsformen
kann die Aufnahme 30 einen verwirbelungsverhindernden Vorsprung 52 oder
mehrere verwirbelungsverhindernde Vorsprünge 52 an der Innenfläche 38 der
Aufnahme 30 umfassen. Der verwirbelungsverhindernde Vorsprung 52 kann
eine hakenartige Form, eine zugespitzte Form, eine quadratische Form,
eine Kombination von Formen oder irgendeine andere Form haben, die
geeignet ist, eine Unterbrechung einer Zyklonwirbelströmung 47 im
leeren Bereich 32 zu bewirken.
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Die 10A bis 10C stellen
beispielhafte Ausführungsformen
verschiedener verwirbelungsverhindernder Vorsprünge 52 dar, die in
einer Aufnahme 30 ausgebildet sind. Ein hakenartiger Vorsprung 52a kann
einen langen, in den leeren Bereich 32 der Aufnahme 30 führenden
fingerartigen Vorsprung umfassen, um eine Zyklonwirbelströmung 47 zu
unterbrechen. Quadratische Vorsprünge 52b und ein zugespitzter
Vorsprung 52c können
auch verwendet werden, um eine ungeordnete Verwirbelung 60 im leeren
Bereich 32 zu erzeugen. Eine Unterbrechung der Zyklonwirbelströmung 47 kann
für eine
stärkere Abscheidung
dichterer Partikel aus dem flüssigen Medium
sorgen.