CN112292210A - 离心分离器 - Google Patents

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Abstract

一种离心分离器具有用于将在排放室(12)中绕旋转轴线旋转的液体的动能变换成压力能的装置，该装置包括用于将液体排放到排放室(12)外的排放元件(17)，该排放元件(17)具有：径向外部部分，其定形为绕旋转轴线的回转体并且布置成位于所述排放室(12)中的旋转液体本体中；至少一个出口通道(19)，其形成在排放元件(17)中并且具有入口开口(18)，入口开口位于回转体的表面中并且在液体流动方向上伸长，该入口开口(18)经由所述出口通道(19)连接到出口管(16)的内部，其中所述出口通道(19)具有限定的轴向高度(h)和限定的宽度(w)，该限定的轴向高度和限定的宽度沿其延伸部从入口开口(18)到与所述出口管(16)的连接以某种方式变化，使得限定的高宽比h/w沿出口通道(19)的延伸部的至少一部分(19b)减小，并且其中限定的高宽比h/w在所述出口通道(19)的外部第一部分(19a)中大于1，并且在所述出口通道的内部第二部分(19b)中减小到小于1，并且其中高度(h)沿所述出口通道(19)的长度向内减小。

Description

离心分离器
技术领域
本发明涉及离心分离器，该离心分离器具有用于将在出口室中绕旋转轴线旋转的液体的动能变换成压力能的装置。该装置包括用于将液体排放到所述出口室外的元件，所述元件具有：径向外部部分，其定形为绕旋转轴线的回转体并且布置成位于所述出口室中的旋转液体本体中；至少一个出口通道，其形成在该元件中并且具有入口开口，该入口开口位于回转体的表面中并且在液体流动方向上伸长，该入口开口经由所述出口通道连接到出口管的内部。
背景技术
在设有以上形式的能量变换装置的离心分离器中，离心分离器的转子的部分形成出口室，液体在其中旋转。出口室布置成从离心转子的分离室连续地接收分离的液体。该液体在出口室中形成旋转液体本体。出口装置居中地布置在出口室中，液体通过该出口装置排放到出口室外并且进一步排放到离心转子外。例如，EP 0404923中示出了这种离心分离器。
在许多情况下，重要的是，能量变换装置可将存储在旋转液体中的能量尽可能多地变换成压力能。可实现的最大压力由针对沿液体的流线的压力的伯努利方程确定。
P stat + P dyn = 常量
在入口开口处的静压力P stat由来自旋转液体本体的部分(其径向地位于入口开口内)的压力以及作用在液体本体的该部分上的压力构成。
动压力P dyn在沿由方程确定的流线的每个点中
P dyn = 1/2 ρ W²
其中ρ为液体的密度，且W为液体在所看的点处的流率。
在入口开口外，液体具有总压力，其为那里的静压力和动压力的和。然而，在由EP0 404 923已知的离心分离器中的装置中，在流动方向从主要水平改变成主要轴向的弯曲部中失去了许多压力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种离心分离器，该离心分离器具有初始描述的类型的用于将旋转液体的动能变换成压力能的装置，该装置相比先前已知的这种装置可在旋转液体中回收静压力和动压力的更大部分，而不会涉及增加在液体中混入空气的风险，并且带有在从水平、径向到轴向流动方向的所述改变处最大限度地减小的压力损失。
提供了一种离心分离器，该离心分离器具有用于将在室中绕旋转轴线旋转的液体的动能变换成压力能的装置，该装置包括用于将液体排放到室外的元件，该元件具有：径向外部部分，其定形为绕旋转轴线的回转体并且布置成位于旋转液体本体中；至少一个出口通道，该至少一个出口通道形成在元件中并且具有入口开口，该入口开口位于回转体的表面中并且在液体流动方向上伸长，该入口开口经由所述出口通道连接到出口管的内部，其中所述出口通道具有限定的轴向高度(h)和限定的宽度(w)，并且其中限定的高宽比h/w在所述出口通道的外部第一部分中大于1，并且在所述出口通道的内部第二部分中减小到小于1，并且其中轴向高度(h)沿所述出口通道的长度向内减小。
出口通道的截面面积是常量，或沿出口通道在通过其的流动方向上增大。
为了使到通道的进入有效，在进口处将h/w设置成大于1，优选地在1.5到2的区间中。为了使动能有效地变换成压力，通道截面不应该增大得过快。而且，流路在配液盘和轴向出口通道之间的连接处从水平、主要的径向改变方向成主要的轴向。由于许多实际原因，轴向通道的径向延伸(ΔR)保持得很小。在弯曲部中，h变换到ΔR中，其中ΔR小于h。为了使水平、径向到轴向的过渡具有尽可能小的压力损失，h在通道的水平、径向部分中沿流路减小，而w在通道横截面积恒定或逐渐增大的比率下逐渐增大。这允许使弯曲部从水平、径向到轴向的弯曲大于如测量的相对通道高度或ΔR。这降低了在弯曲部处的水平、径向到轴向的压力损失。
一种实施在于将使扩散器延伸到通道的轴向部分。
所述高宽比可从1.25-2.00之间减小到0.25-0.75之间。
所述高宽比可从1.50-2.00之间减小到0.40-0.60之间。
所述减小可在所述出口通道的内部第二部分中，其中所述内部第二部分附接到所述出口管。
所述内部第二部分可基本上直接径向地向内延伸。
出口管可绕固定的轴向入口管同轴地布置。
出口通道的内部第二部分通过带有半径R1的向上引导的弯曲部附接到出口管。
出口通道的高度(h)可通过出口通道的上壁减小，该出口通道的上壁沿所述出口通道的长度向内倾斜。
所述元件可具有2至8个出口通道。
所述元件可具有4至7个出口通道。
出口通道的截面面积可沿出口通道在通过其的流动方向上逐渐增大。
出口通道的所述截面可基本上为矩形的。
所述入口开口可形成在元件的基本上面向径向的表面中。
入口开口可具有下列形状中的一种：三角形、NACA管道轮廓或矩形形状。
本发明的进一步的方面从所附权利要求书和描述是显而易见的。
附图说明
参考附图，进一步的目的、特征和优点将从本发明的多个实施例的下列详细描述显现，其中：
图1示意性地示出了穿过离心分离器的部分的轴向截面，该离心分离器设有根据本发明的装置，
图2示意性地示出了根据本发明的装置中的部分的实施例的立体图。
具体实施方式
图1中示出的离心分离器包括转子，该转子具有借助于锁定环3或以另一种适合的方式轴向地接合在一起的下部1和上部2。在作为示例示出的转子内，布置了可轴向地移动的阀滑动部4。该阀滑动部4与上部2一起为分离室5定界，并且布置成打开和关闭朝出口开口6的用于组分的圆形间隙，在操作期间该组分从供应到转子的混合物中分离并且在分离室5的***处聚集。阀滑动部4与下部1一起为封闭室7定界，该封闭室7设有用于封闭液体的入口8和节流出口9。
在分离室5内，布置了由保持在分配器11和上部2之间的多个锥形分离盘构成的盘堆叠10。如在图中所示出的那样，上部在其上端处形成绕旋转轴线的环形室12，在这种情况下，混合物的特定的较轻的液体组分可从分离室5经由入口13流到该室12中。存在于室12中的液体在转子的操作期间形成具有向内面向径向的自由液体表面14的旋转液体本体。
固定的入口管15居中地穿过室12轴向地延伸，其将待分离的液体输送到分离室中。固定的同轴出口管16绕入口管15布置以用于聚集在室12中的特定的较轻的液体组分。
在室12中，布置了用于将在室12中旋转的液体的动能变换成压力能的装置，该装置包括排放元件17，其用于将液体排放到室12外、绕入口管15布置并且连接到出口管16。排放元件17为固定的，但是在备选的出口布置中，相似的出口元件可布置成在比转子的旋转速度低的旋转速度下旋转。
排放元件17径向地向外延伸，并且具有在旋转液体本体的自由液体表面14的径向水平外的部分，该部分具有至少一个入口开口18。该入口开口18经由形成在排放元件17中的出口通道19连接到出口管16的内部。入口开口18可为三角形、NACA管道轮廓、矩形或其他形状。
图2中示出的排放元件17具有定形为绕旋转轴线的回转体的带有圆柱形表面20的径向外部部分，该部分在操作期间定位在室12中的旋转液体本体中，并且液体在预先确定的方向上沿该部分流动。在该示例中，在流动方向上看的入口开口18由两个相对的侧边缘23和24定界，侧边缘以某种方式从公共点分开并且在流动方向上最靠前，使得跨过侧边缘23,24的液体流入从所述自由液体表面14定比例的入口开口18。在下游，入口开口18由交叉边缘25定界，该交叉边缘连接到两个侧边缘23,24。在该图中所示出的示例中，出口通道19具有限制表面，该限制表面在入口开口18的端部处与边缘25相接并形成排放元件17的圆柱形表面20的平滑延续。
出口通道19具有沿其延伸部从其入口开口18至其与所述出口管16的连接变化的限定的高度h和限定的宽度w。高度和宽度可用于限定高宽比h/w，因此该高宽比也沿通道延伸部变化。已经发现，高宽比并且特别是高宽比的变化在排放元件的压力损失上具有影响。在图2中，高宽比朝旋转轴线径向地减小。在出口通道19的高宽比h/w减小的部分中，优选的是，该减小为连续的。在根据图2的实施例中，出口通道19的内半部公开了高宽比的减小。
出口通道19包括在旋转方向上周向地延伸且带有向内略微弯曲的突然增大的外部第一部分19a，以及附接到外部第一部分19a的所述内部第二部分19b。内部第二部分19b基本上直接径向地向内延伸。
高宽比h/w在所述出口通道19的所述外部第一部分19a中大于1，并且在所述出口通道19的所述内部第二部分19b中减小到小于1。高度(h)沿所述出口通道19的长度向内减小。
高宽比可从1.25-2.00之间减小到0.25-0.75之间，优选地从1.50-2.00之间减小到0.40-0.60之间。
如可在图2中看到的那样，高宽比的减小在所述出口通道19的内部第二部分19b中。
为了进一步降低压力损失和流动液体上的不希望的机械冲击，出口通道19的内部第二部分19a通过从径向到轴向的平滑方向改变附接到出口管16。
出口通道19的内部第二部分19b通过带有半径R1的向上引导的弯曲部附接到出口管16。出口通道19的高度(h)通过出口通道19的上壁19c减小，该出口通道的上壁沿所述出口通道19的长度向内倾斜。
为了使到通道的进入有效，在进口处将h/w设置成大于1，优选地在1.5到2的区间中。为了使动能有效地变换成压力，通道截面不应该增大得过快。而且，流路在配液盘和轴向出口通道之间的连接处从水平、主要的径向改变方向成主要的轴向。由于许多实际原因，轴向通道的径向延伸(ΔR)保持得很小。在弯曲部中，h变换到ΔR中，其中ΔR小于h。为了使水平、径向到轴向的过渡具有尽可能小的压力损失，h在通道的水平、径向部分中沿流路减小，而w在通道横截面积恒定或逐渐增大的比率下逐渐增大。这允许使弯曲部从水平、径向到轴向的弯曲大于如测量的相对通道高度或ΔR。这降低了在弯曲部处的水平、径向到轴向的压力损失。
如图2中所公开的那样，所述排放元件17可具有一个出口通道19，但可替代地具有2至8个出口通道，优选地4至7个出口通道19。
出口通道19的截面面积可选择成沿出口通道19在通过其的流动方向上逐渐增大。
出口通道19的截面可基本上为矩形的。其他截面构造(如三角形形状、多角度形状或其他形状)也是可能的。
排放元件17可由圆柱形盘构成。
入口开口18可具有三角形、NACA管道轮廓或矩形形状，但其他形状也是可能的。
所述入口开口18形成在排放元件17的基本上面向径向的表面中。
在图2中，排放元件17是固定的，但是排放元件旋转的实施例也是可能的。
在图2中，排放室12形成在旋转体2的部分中，但是排放室12形成在固定部分中的实施例也是可能的。
通过设计具有如以上实施例中所描述的能量变换装置的离心分离器，可比先前可能的那样更有效地回收旋转液体的动能并将其变换成压力能。
在以上所描述的所有实施例中，入口开口形成在圆柱形表面中并面向径向。然而，本发明也适用于具有面向另一方向(例如轴向)的入口开口的装置。
本发明不限于以上所描述和附图上所示出的实施例，而是可在如由所附权利要求书所限定的本发明的范围内以任何方式进行补充和修改。

Claims (15)

1.一种离心分离器，所述离心分离器具有用于将在排放室(12)中绕旋转轴线旋转的液体的动能变换成压力能的装置，所述装置包括用于将液体排放到所述排放室(12)外的排放元件(17)，所述排放元件(17)具有：径向外部部分，其定形为绕所述旋转轴线的回转体并且布置成位于所述排放室(12)中的旋转液体本体中；至少一个出口通道(19)，所述至少一个出口通道形成在所述排放元件(17)中并且具有入口开口(18)，所述入口开口位于所述回转体的表面中并且在液体流动方向上伸长，所述入口开口(18)经由所述出口通道(19)连接到出口管(16)的内部，其中所述出口通道(19)具有限定的轴向高度(h)和限定的宽度(w)，并且其中限定的高宽比h/w在所述出口通道(19)的外部第一部分(19a)中大于1，并且在所述出口通道的内部第二部分(19b)中减小到小于1，并且其中所述高度(h)沿所述出口通道(19)的长度向内减小。
2.根据权利要求1所述的离心分离器，其特征在于，所述出口通道(19)的截面面积是常量，或沿所述出口通道(19)在通过其的流动方向上增大。
3.根据权利要求1或权利要求2中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述高宽比从1.25-2.00之间减小到0.25-0.75之间。
4.根据权利要求13中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述高宽比从1.50-2.00之间减小到0.40-0.60之间。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述高宽比的所述减小在所述出口通道(19)的所述内部第二部分(19b)中。
6.根据权利要求5所述的离心分离器，其特征在于，所述内部第二部分(19b)基本上直接径向地向内延伸。
7.根据权利要求1到权利要求7中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述出口管(16)绕固定的轴向入口管(15)同轴地布置。
8.根据权利要求1到权利要求7中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述出口通道(19)的所述内部第二部分(19b)通过带有半径R1的向上引导的弯曲部附接到所述出口管(16)。
9.根据权利要求8所述的离心分离器，其特征在于，所述出口通道(19)的所述高度(h)通过所述出口通道(19)的上壁(19c)减小，所述出口通道的所述上壁沿所述出口通道(19)的长度向内倾斜。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述排放元件(17)具有2至8个出口通道。
11.根据权利要求10所述的离心分离器，其特征在于，所述排放元件(17)具有4至7个出口通道(19)。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述出口通道(19)的截面面积沿所述出口通道(19)在通过其的流动方向上逐渐增大。
13.根据权利要求12所述的离心分离器，其特征在于，所述出口通道(19)的截面基本上为矩形的。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述入口开口(18)形成在所述排放元件(17)的基本上面向径向的表面中。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述入口开口具有下列形状中的一种：三角形、NACA管道轮廓或矩形形状。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160311A (en) * 1989-01-13 1992-11-03 Alfa-Laval Separation Ab Centrifugal separator having a device for the transformation of kinetic energy to pressure energy
CN1426843A (zh) * 2001-12-20 2003-07-02 弗里特加德公司 具有叶片组件的自驱动离心机
US20040242395A1 (en) * 2001-09-05 2004-12-02 Ludger Thiemann Skimmer device for discharging liquid from a centrifugal drum
CN101415499A (zh) * 2006-04-04 2009-04-22 阿尔法拉瓦尔股份有限公司 用于离心分离器的转子单元
CN103153474A (zh) * 2010-10-14 2013-06-12 Gea机械设备有限公司 用于借助离心分离机对产品进行相分离的方法
CN104582857A (zh) * 2012-07-23 2015-04-29 Gea机械设备有限公司 分离器布置***

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2125453A (en) * 1934-06-30 1938-08-02 Laval Separater Company De Antifroth discharging means for centrifugal separators
US2171136A (en) 1934-09-01 1939-08-29 Laval Separator Co De Centrifugal separator provided with special discharges
US2230210A (en) 1937-01-02 1941-01-28 Laval Separator Co De Process and apparatus for saturating fruit juices and other liquids with gas
SE8901254D0 (sv) 1989-04-07 1989-04-07 Alfa Laval Separation Ab Energiomvandlingsanordning
SE536019C2 (sv) 2009-11-06 2013-04-02 Alfa Laval Corp Ab Hermetisk centrifugalseparator
EP2796203B1 (en) 2013-04-23 2015-11-25 Andritz Frautech S.r.l. Device for drawing off fluid of a centrifugation device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5160311A (en) * 1989-01-13 1992-11-03 Alfa-Laval Separation Ab Centrifugal separator having a device for the transformation of kinetic energy to pressure energy
US20040242395A1 (en) * 2001-09-05 2004-12-02 Ludger Thiemann Skimmer device for discharging liquid from a centrifugal drum
CN1426843A (zh) * 2001-12-20 2003-07-02 弗里特加德公司 具有叶片组件的自驱动离心机
CN101415499A (zh) * 2006-04-04 2009-04-22 阿尔法拉瓦尔股份有限公司 用于离心分离器的转子单元
CN103153474A (zh) * 2010-10-14 2013-06-12 Gea机械设备有限公司 用于借助离心分离机对产品进行相分离的方法
CN104582857A (zh) * 2012-07-23 2015-04-29 Gea机械设备有限公司 分离器布置***

Also Published As

Publication number Publication date
CA3104007C (en) 2021-12-07
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