CN1349436A - 指示离心分离器不良工况的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

一种指示不良工况的指示装置(2),包括处在输送导管(10)内的一个分离器输入阀(34),和一个处在输出导管(12)内的分离器输出阀(30)。在分离器正常工作期间,这些阀被调节在正常的开启位置,以便经这些输送和输出导管通过正常的流量。采用一控制单元(28),如果压力检测器在离心分离器工作期间的预定时间周期内检测到输出导管(12)内的压力变化过程不同于所预期的正常压力变化过程,则该控制单元致动一信号装置(39),以应答压力检测器(32)而产生一故障信号,此时,这些输入和输出阀在预定的时间周期内被调节在这样的位置,使输送和输出导管内的流量至少明显小于所述正常流量。

Description

指示离心分离器不良工况的方法与装置
本发明涉及用以指示离心分离器不良工况的方法与装置，该分离器包括一个构成分离腔的离心转子；一根将欲分离的液体混合物输送到分离腔的输送导管，该液体混合物包含至少二种组份；至少二个用以排出各自从分离腔流出的分离组份的出口，其中一个出口用来排出包括一种组份的被分离液体相；和一根输出导管，其内部与所述一个出口连通。
上述这种离心分离器的不良工况可由不同的原因产生，并常常难以发现，它能导致离心分离器在长时间内在功能恶化情况下运转。不良工况的一个原因是当阀完全关闭时经这些阀的泄漏。例如，离心分离器可设有淤泥排出装置，它借助于一轴向可移动的滑闭自分离腔连同液体一起间歇地排出积累的分离出的淤泥。在排出动作之间，滑闭须保持气密，以便在二分离液体相之间有一边界层，它在分离腔内所希望的径向高度上形成。就离心分离器功能而言，所形成的边界层处在所述径向高度是重要的，如果液体经滑阀自分离腔泄出，则该边界边在某一径向高度上形成，它处在所希望的径向高度之外，这产生一种改变了的不良分离结果。由于离心转子由一固定的保持罩包围，因此用肉眼发现这种泄漏是重要的。
SE-B-409 662建议一种用以指示这种间歇地排出淤泥的离心分离器的泄漏的装置。该已知装置包括一个安置在保护罩上的检动检测压电晶体，使它受可能泄漏的液体流冲击。当压电晶体受到由旋转着的离心转子甩出的液滴冲击时，它给出一个电信号，用来激活一警报装置。然而，该已知的装置至今仍未被付诸实践，可能是由于已被证实不可靠之故。
在某些应用中，例如由石油中清除少量的水和淤泥，离心分离器可设置三个出口，用以从分离腔中排出三种组份，即一个轻组份如石油的轻相出口，一个重组份如水的重相出口，和一个淤泥组份的出口。如果被分离出的水量是被分离出的油量的小部分，通常该重相出口设有一间歇开启阀，用以排出在几次产出量中积累的重相(水)。出于上述同样的理由，就带有用以排出淤泥的间歇开启滑阀的离心分离器而言，重相输出阀在两开启动作之间必须密封，以防离心分离器在不良的工况下工作，或防止贵重的产品流失。
对于某些其它的应用，如从液体混合物中清除大量的淤泥，该离心分离器通常具有一排出装置，它借助于若干分布在离心转子周围、配置在其径向最远部的喷嘴从分离腔中连续地排出被分离出的淤泥。在此情况下，若经喷嘴的淤泥流量由于喷嘴的磨损而增加，或若由于一个或多个喷嘴堵塞而淤泥流量减少，不良的离心分离器工况便出现。喷嘴的磨损和堵塞导致分离结果变坏。
本发明的一个目的是提供一种指示一开始指出的这种离心分离器的不良工况的简单可靠的方法。
该目的是通过这样一种方法达到的，该方法的特点为：操作离心分离器，检测输出导管中的正常工作压力，当输送管内存在正常的液体混合物流量以及输出导管内存在正常的液相流量时，在预定时间周期内，自正常的液体混合物流量至少显著减少流经该输送管的液体混合物流量，在同一预定时间周期内，自液相正常流量至少显著减少流经输出导管的液相流量，在预定时间周期内，检测输出导管内自正常工作压力变化的压力变化过程，并当偏离所期望的正常压力变化过程时，根据所检测的压力变化过程产生一不良信号。
该预定的时间周期应仅包括一秒或几秒。
当离心分离器是新的及现存阀和液体喷嘴是新的时，所预期的正常压力变化过程可容易地由实验检测决定。或者，该压力变化过程可由理论计算确定。
取决于离心分离器的构造，对于不同的状况，可确定所预期的压力变化过程。例如，在预定的时间周期内，可切断经输出导管的液相流量和/或经输送导管的液体混合物的流量或两种流量。
当第二分离组份构成淤泥时，该离心分离器的第二出口可由一个用于间歇排出淤泥的淤泥排出装置构成。此外，该离心转子构成所述一种组份的出口腔，而构成所述一出口的一刮盘(paring disc)设置在该出口腔内。在此情况下，若在预定的时间周期内，输出导管内的压力下降到一预定的低压，则适当地产生该不良信号。该预定的低压是这样选定的，即如果该淤泥排出装置具有预期的功能，且在两排出时刻之间并***漏，则在预定的时间周期内，输出导管内的压力应没有时间降低到该低压力。
在其间检测输出导管内压力变化过程的预定时间周期，在淤泥排出时刻后一当离心分离器回复到预期的正常运转工况便开始是适当的。
或者，离心分离器的第二出口可由一个用以连续排出淤泥的淤土排出装置来构成。在此情况下，若在预定的时间周期内。输出导管内的压力以不同于预期的正常压力下降率的速率下降，则适当地产生该故障信号。为防止输出导管内的压力在预定的时间周期内迅速下降到环境压力，经输送导管的流量不应被完全切断，而应降低到一已知的流量，最好降低到在喷嘴正确工作的正常运转工况时等于流经该喷嘴总流量的流量。
本发明的另一目的是提供用以指示最初指出的这类离心分离器的不良工况的一种简单可靠的装置。
该另一目的是用这样一种装置来达到的，该装置的特点是有一个处在淤泥导管内并可在开、闭状态之间调节的输入阀；一个处在输出导管内并可在开、闭状态之间调节的输出阀，该阀在离心分离器正常运转期间可调节或正常的开启位置，以允许正常的流量流过该输送和输出导管。一个在输出导管内在输出阀上游的压力检测器；一个用以产生故障信号的信号装置；和一个控制装置，它根据压力检测器在离心分离器运转的预定时间周期内检测到输出导管内的压力变化过程不同于预期的正常压力变化过程，来致动信号装置以产生故障信号，此时，该进口和输出阀在该预定的时间周期内被调节到使该输送和输出导管内的流量至少从其正常流量显著降低的阀位置。例如，该输出阀可被关闭，或输入阀和输出阀两者均可被关闭。
当被分离的组份的第二组份是由淤泥构成时，离心分离器的第二出口可由一间歇排出淤泥的淤泥排出装置构成。该离心转子还构成一个所述一种组份的出口腔，并且在该出口腔内设置一个形成所述一出口的剥盘。在此情况下，该控制装置最好根据压力检测器在预定的时间周期内检测到输出导管内的压力低于预定的压力(它低于输出导管内的正常工作压力)来致动该信号装置，以产生故障信号。
或者，离心分离器的第二出口可由一个连续排出淤泥的淤泥排出装置构成。在此情况下，该控制装置最好根据压力检测器在预定的时间周期内检测到输出导管内的压力以不同于预期的正常压力递减率的递减率下降来致动该信号装置，以产生故障信号。
该控制装置根据压力检测器在预定的时间周期内检测到输出导管内的压力变化过程不同于预期的正常压力变化过程大到不可接受的程度来控制该输入阀以调节其阀位置，致动该信号装置以产生故障信号，并将输入阀锁定在关闭位置是有利的。词组“输出导管内不同的压力变化过程大到不可接受的程度”想表明指示离心分离器工作状态的压力变化过程并不产生满意的分离效果或使产生流失。在此情况下，该离心分离器应停止工作保养或检修。
该控制单元还可控制输出阀，以调节其位置。
不是调节正常的流量，而是借助于阀来减少流量，当然，还可用不同的方法来调节流量，如控制输送泵。
参照附图，下面详细说明本发明，该图表示经一间歇排出淤泥的离心分离器的垂直剖面，该分离器设有按本发明实施例的装置。
该图表示本发明的装置2，用以指示离心分离器4的不良的工况，在本例中，该分离器要将淤泥和包含油的水分离成一种包含油的第一轻组份、一种包含水的第二重组份和一种包含淤泥的第三重组份。该离心分离器包括一个构成分离腔8的离心转子6，一根将要被分离的油输送到分离腔8的输送导管10，一根排出被分离的油的输出导管12和一根排出被分离的水的输出导管14。一静心的刮油盘16构成出口18，与输出导管12的内部连通，并径向伸入一圆环形油出口腔20，后者由连接于离心转子6上的U形壁部构成。一孔21自出口腔20的底部穿过壁部19。一静止的刮水盘22构成一出口24，与输出导管14的内部连通，并径向伸入一圆环形水出口腔25，后者由离心转子6构成。采用一轴向移动滑阀24，以间歇地使通道通向离心转子6的径向最远部分中的许多淤泥出口26。
指示装置2包括一个具有供信号处理的电子设备的控制单元28；一个在输出导管12内的输出阀30；一个检测在输出阀30上游输出导管12内压力的压力检测器32；一个在输出导管14内的输出阀33；和一个在输送导管10内的输入阀34。压力检测器32经信号线36连于该控制单元。输入阀34，输出阀30和输出阀33分别经控制线38，4和41连于控制单元28。一产生警告信号的信号装置39经信号线42连于控制单元28。
在离心分离器正常运转期间，由淤泥和包含油的水组成的液体混合物通过淤泥导管10被泵经输入导管34，进一步泵入分离腔8，其中输入阀由控制单元28调节成正常的开启位置，例如完全开启位置。在分离腔8内，液体混合物中的油被径向向内分离，并流至油输出腔20，油从该处进一步流经刮油盘16的输出口18，并通过输出导管12流经输出阀30，该阀由控制单元调节成正常的开启位置，例如，完全开启位置。输出腔20的孔21具有相当大的流通能力。
分离腔8内的液体混合物中的水被径向向外分离，并流至水输出腔25，从该处，水进一步流经刮水盘22的出口24，并通过输出导管14流经同样被调节正常的开启位置，如全开位置的输出阀33。若液体混合物的水含量低，则积聚在刮水腔25中的水可通过输出阀33的间歇开启来分批排出。
在分离腔8内的液体混合物中的淤泥被径向向外分离，并积聚在分离腔8的径向最远部。滑阀24通常在一个或几个小时中间，在短促时刻间歇开启，从而将分离腔8中积累的淤泥和残留的水经淤泥水口26甩出。
在正常运期间，控制单元借助于压力检测器32检测输出导管12中正常的工作压力。当离心分离器4在淤泥排出后一旦回复到所期望的正常工况，本发明的指示装置2便按下列方式校验离心分离器4的工作状况。控制单元28几乎同时关闭输入阀34和输出阀30，而当需要时，在预定的一秒或几秒时间周期内，也关闭输出阀33。这可导致输出导管12内的压力瞬时稍微超过该工作压力，如果，例如滑阀24不密封，则分离腔8的自由液面44会径向向外移动，而油输出腔20内的油会经孔21排空，这导致压力检测器32检测到压力下降。在滑阀24有严重泄漏情况下，很快发生压力下降。
若油输出导管12中的压力有时间在预定的时间周期内下降到一预定的低压，这表示有较严重的泄漏，则控制单元28致动该信号装置39以产生一警告信号。然而，该离心分离器4可以满意地工作一些附加的时间。若油输出导管12内的压力有时间在预定的时间周期内也下降到一较低的压力，这表示有不能接受的严重泄漏，则控制单元28致动信号装置39，以产生一警告信号，并且即使在预定的时间周期过后，仍保持输入阀34关闭。在此情况下，离心分离器停止工作，作保养或检修。
不是在某个预定的时间周期后检测该压力，在本发明的范围内，完全可以连续地检测压力变化过程，或在预定的时间周期内若干时刻检测压力，并将检测到的压力变化过程和在正常工作期间的压力变化过程作比较。

Claims (13)

1.一种指示离心分离器(4)不良工况的方法，该离心分离器包括一个构成分离腔(8)的离心转子(6)；一根将要被分离的包含至少两种组份的液体混合物输送到分离腔的输送导管(10)；至少两个用以从分离腔分别排出被分离的组份的出口(18，26)；其中的一个出口(18)用以排出被分离的包含一种组份的液体相；和一根其内部与所述一出口(18)连通的输出导管(12)，其特征在于包括如下步骤：
操作该离心分离器；
当输送导管(10)内存在正常的液体混合物流量且在输出导管(12)内存在正常的液体相流量时，检测输出导管(12)内的正常工作压力；
在预定的时间周期内，自正常的液体混合物流量至少显著减少流经该输送导管的液体混合物流量；
在相同的预定时间周期内，自正常的液体相流量至少显著减少流经该输出导管的液体相流量；
在预定的时间周期内，检测输出导管内自正常工作压力的压力变化过程；
根据当压力变化偏离预期的正常压力变化过程时，所检测到的压力变化过程，产生一故障信号。
2.按权利要求1的方法，其特征在于在该预定的时间周期内关闭流经输出导管(12)的液体相流量。
3.按权利要求2或3的方法，其特征在于在该预定的时间周期内切断流经输送导管(10)的液体混合物的流量。
4.权利要求1-3之一的方法，其中被分离的第二组份构成淤泥，离心分离器(4)的第二出口(26)是由间歇排出淤泥的淤泥排出装置构成的，离心转子(6)构成所述一种组份的出口腔(20)，在该出口腔内设置一刮盘(16)，并构成所述一出口(18)，其特征在于若输出导管(12)内的压力在该预定的时间周期内降低到一预定的低压，则产生一故障信号。
5.权利要求4的方法，其特征在于在其间检测输出导管(12)内压力变化过程的该预定时间周期当淤泥排出后该离心分离器(4)一旦回复到预期的正常运转状态时便开始。
6.权利要求1或2的方法，其中被分离的第二组份由淤泥构成，而离心分离器的第二出口由供连续排出淤泥的淤泥排出装置构成，其特征在于若输出导管(12)内的压力在该预定的时间周期内以不同于预期的正常压力递减率的递减率下降，则产生故障信号。
7.一种用以指示离心分离器(4)不良运转状况的装置，它包括一个构成分离腔(8)的离心转子(6)；一根将要被分离的包含至少两种组份的液体混合物输送到该分离腔的输送导管(10)；至少两个从该分离腔分别排出被分离出的组份的出口(18，26)，其中的一个出口(18)用以排出被分离出的包含一种组份的液体相；和一个其内部与所述一个出口(18)连通的输出导管(12)，其特征在于包括：
一个处于输送导管(10)内且可在开、关位置间调节的输入阀(34)；
一个处于输出导管(12)内且可在开、关位置间调节的输出阀(30)，这些阀可调节在至少部分开启的正常位置，以便在离心分离器正常运转时经这些输送导管和输出导管流过正常流量；
一个压力检测器(32)，用以检测该输出导管内在该输出阀上游的压力；
一个用以产生故障信号的信号装置(39)；
一个控制单元(28)，用以根据该压力检测器在该离心分离器预定的工作时间周期内检测到输出导管内的压力变化过程不同于预期的正常压力变化过程来致动该信号装置，以产生故障信号，此时，输入和输出阀在该预定的时间周期内被调节在这样的位置，使该输送导管和输出导管内的流量自其正常流量至少明显减少。
8.权利要求7的装置，其特征在于该控制单元(28)适用于在该预定的时间周期内，根据该压力检测器检测到输出导管(12)内的压力变化过程不同于预期的正常压力变化过程来致动该信号装置(39)，以产生故障信号，此时输出阀(30)被关闭，而输入阀(34)被调节在这样的位置，使输送导管(10)内的流量自其正常流量至少明显减少。
9.权利要求7的装置，其特征在于该控制单元(28)适用于在该预定的时间周期内，根据该压力检测器检测到输出导管(12)内压力变化过程不同于预期的正常压力变化过程来致动该信号装置(39)，以产生故障信号，此时，输入和输出阀(34，30)均关闭。
10.权利要求7-9之一的装置，其中，该第二分离组份由淤泥构成，而离心分离器(4)的第二出口(26)由间歇排出淤泥的淤泥排出装置(6，24)构成，离心转子(6)构成所述一种组份的一个出口腔(20)，在该出口腔内设置一刮盘(16)，它构成所述一出口(18)，其特征在于该控制单元(28)适用于在该预定的时间周期内根据压力检测器(32)检测到输出导管(12)内的压力在低于输出导管内的正常工作压力的预定的压力以下来致动该信号装置(39)，以产生故障信号。
11.权利要求7或8的装置，其特征在于，该第二分离组份由淤泥构成，而离心分离器(4)的第二出口由连续排出淤泥的淤泥排出装置构成，其特征在于该控制单元(28)适用于在该预定的时间周期内根据压力检测器(32)检测到输出导管(12)内压力以不同于预期的正常压力递减率的递减率减小来致动该信号装置(39)，以产生故障信号。
12.权利要求5-7之一的装置，其特征在于，该控制单元(28)控制该输入阀(34)，以调节其位置，该控制单元适用于在预定的时间周期内，根据压力检测器(32)检测到输出导管(12)内的压力变化过程不同于预期的正常压力变化过程，其程度大到不能接受来致动该信号装置(39)，以产生故障信号。
13.权利要求7-12之一的装置，其特征在于，该控制单元(28)控制该输出阀(34)，以调节其位置。
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