CN210632297U - 离心分离器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种用于分离流体混合物的具有不同密度的至少两种成分的离心分离器(14)。离心分离器(14)包括：固定式框架(15)；主轴(16)，其可旋转地由框架支承；离心机转子17，其安装至主轴的第一端，以与主轴一起围绕旋转轴线(X2)旋转，其中，离心机转子包括包封分离空间(18)的转子外壳，在分离空间中，分离盘(1)的叠堆(10)布置成与离心机转子同轴而旋转；分离器入口(29)，其延伸至所述分离空间中，以用于供应待分离的流体混合物；第一分离器出口(33)，其用于从所述分离空间排放第一分离相；第二分离器出口(34)，其用于从所述分离空间排放第二分离相。分离盘的叠堆包括成组的沿轴向对齐的分离盘，其具有带有内表面和外表面的截顶圆锥形状，且包括多个斑点形式的间隔部件，斑点形式的间隔部件从来自内表面和外表面中的至少一个的基座延伸，以用于在相互邻近的分离盘之间提供间隙。分离盘的叠堆包括至少200个具有至少为300 mm的直径的分离盘，且所述斑点形式的间隔部件的表面密度在分离盘的内表面和/或外表面的各处均高于25个斑点形式的间隔部件/dm2。

Description

离心分离器
技术领域
本发明涉及离心分离的领域，并且更具体地涉及包括分离盘的叠堆的离心分离器。
背景技术
离心分离器一般用于从液体混合物或气体混合物中分离液体和/或固体。在操作期间，即将分离的流体混合物被引入到旋转转筒(bowl)中，并且由于离心力，重颗粒或密度较大的液体(诸如，水)积聚于旋转转筒的周缘处，而密度较小的液体较接近于中心旋转轴线而积聚。这允许例如借助于分别布置于周缘处和布置成接近于旋转轴线的不同出口来收集分离的组分。
分离盘以相互距离堆叠于旋转转筒中，以在其本身之间形成间隙，因而在转筒内形成表面扩大型***件。金属的分离盘与用于分离液体混合物的相对稳健且大尺寸的离心分离器结合使用；其中，分离盘具有相对大的尺寸，并且暴露于高离心力和高液体力两者。使用大型离心分离器的一种应用是在乳品行业方面，诸如在将乳连续地离心分离成乳脂相和脱脂乳相的方面。在操作期间，脱脂乳在离心分离器中使用的分离盘的叠堆中的盘之间的间隙中向外移动，而具有比脱脂乳更低的密度的乳脂(即，脂肪球)朝向旋转轴线沿径向向内移动。因而可经由不同的出口来收集两种相。
乳分离器的脱脂能力(即，可从乳中分离的脂肪的量)取决于诸如脂肪球的尺寸分布的不同因素，而且还取决于离心分离器的具体设计和将乳供应至分离器的速率。通过离心分离器的较低的流速给予脂肪较多的时间而在盘叠堆中的间隙中分离，这因而导致高的脱脂效率。因而，脱脂效率与通过离心分离器的乳的流速成反比例。
文献WO2009126104显示了用于分离乳的离心分离器以及可在这样的乳分离器的盘叠堆中使用的分离盘的示例。分离盘包括许多伸长的径向填缝或间隔部件，以用于在叠堆中的盘之间提供间隙。通常利用高的力来压缩叠堆中的盘，以便使尽可能多的盘配合于叠堆中，并且，分离盘布置于盘叠堆中，使得这些沿径向延伸的间隔部件沿轴向对齐。以此方式，伸长的间隔部件可承受高压缩力，并且因而防止分离盘在高压缩力下变形。
然而，在本领域中需要允许在保持高分离效率的同时使用较高流速的大尺寸的离心分离器(诸如，用于分离乳的离心分离器)。
实用新型内容
本发明的主要目标是提供一种可在保持高分离能力的同时达到高流速的离心分离器。
作为本发明的第一方面，提供了一种用于分离流体混合物的具有不同密度的至少两种成分的离心分离器，该离心分离器包括：
固定式框架，
主轴，其可旋转地由框架支承，
离心机转子，其安装至主轴的第一端，以与主轴一起围绕旋转轴线(X)旋转，其中，离心机转子包括包封分离空间的转子外壳，在分离空间中，分离盘的叠堆布置成与离心机转子同轴而旋转，
分离器入口，其延伸至所述分离空间中，以用于供应待分离的流体混合物，
第一分离器出口，其用于从所述分离空间排放第一分离相，
第二分离器出口，其用于从所述分离空间排放第二分离相；
其中，分离盘的所述叠堆包括成组的沿轴向对齐的分离盘，其具有带有内表面和外表面的截顶圆锥形状，并且包括多个斑点形式的间隔部件，斑点形式的间隔部件从来自内表面和外表面中的至少一个的基座延伸，以用于在相互邻近的分离盘之间提供间隙，
其中，所述成组的分离盘包括至少200个具有至少为300 mm的直径的分离盘，并且，
其中，所述斑点形式的间隔部件的表面密度在分离盘的内表面和/或外表面的各处均高于25个斑点形式的间隔部件/dm2。
离心分离器用于流体混合物(诸如，气体混合物或液体混合物)的分离。离心分离器的固定式框架为非旋转部分，并且，主轴由至少一个轴承装置(诸如，由至少一个球轴承)支承于框架中。
离心分离器可进一步包括布置成用于使主轴和安装于主轴上的离心机转子旋转的驱动部件。用于使主轴和离心机转子旋转的这样的驱动部件可包括具有转子和定子的电动马达。转子可设在主轴上或固定至主轴，使得在操作期间，转子将驱动转矩传递至主轴，且因此传递至离心机转子。
备选地，驱动部件可设在主轴附近，并且通过适合的传动(诸如，带传动或齿轮传动)而使主轴和离心机转子旋转。
离心机转子与主轴的第一端毗连，并且因而安装成与主轴一起旋转。在操作期间，主轴因而形成旋转轴。主轴的第一端可为主轴的上端。主轴因而可围绕旋转轴线(X)旋转。
主轴和离心机转子可布置成以高于3000 rpm(诸如，高于3600 rpm)的速度旋转。
离心机转子进一步包封分离空间，在该分离空间中进行流体混合物的分离。因而，离心机转子形成用于分离空间的转子外壳。分离空间包括分离盘的叠堆，其围绕旋转轴线在中心布置，并且包括成组的分离盘，成组的分离盘包括斑点形式的间隔部件。成“组”的分离盘可为分离盘的整个叠堆，或构成分离盘的整个叠堆的至少50%，诸如分离盘的整个叠堆的至少75%。分离盘因而形成分离空间中的表面扩大型***件。分离盘可以以相互距离堆叠于分离空间中，以在其本身之间形成间隙。离心转子中的待分离的流体混合物被引导通过间隙，其中，在离心分离器的操作期间，混合物分离成具有不同密度的相。间隙由布置于各分离盘的表面上的所述间隔部件提供。
分离盘例如可包括金属或由金属材料(诸如，不锈钢)构成。
分离盘可进一步包括塑料材料或由塑料材料构成。
截顶圆锥形状指代截头圆锥的形状，即具有圆锥的截头体的形状，其为圆锥在去除窄端或尖端的情况下的形状。截顶圆锥形状的轴线因而限定分离盘的轴向方向，其为对应的圆锥形状的高度的方向或穿过对应的圆锥形状的顶点的轴线的方向。
因而，内表面为面向截顶圆锥的轴线的表面，而外表面为背离截顶圆锥的轴线的表面。斑点形式的间隔部件可仅设在截顶圆锥形状的内表面上、仅设在截顶圆锥形状的外表面处或设在截顶圆锥形状的内表面和外表面两者上。
截头圆锥形状的开度角的一半通常被定义为“阿尔法(alpha)角”。作为示例，分离盘可具有在25°与45°之间(诸如，在35°与40°之间)的阿尔法角。间隔部件是盘的表面上的如下的部件：当两个分离盘彼此上下地堆叠时将这两个分离盘间隔开，即在盘之间限定间隙。
用于待分离的流体混合物(即，进料)的分离器入口可为布置成用于将进料供应至分离空间的固定式管道。入口还可设在旋转轴内，诸如设在主轴内。
在本发明的第一方面的实施例中，主轴为空心的，并且形成所述分离器入口的部分，使得通过所述主轴来供应待分离的流体混合物。
因而，可从转子的底部供应待分离的流体混合物。
用于从分离空间排放第一分离相的第一分离器出口可为第一液体出口。
用于从分离空间排放第二分离相的第二分离器出口可为第二液体出口。因而，分离器可包括两个液体出口，其中，与第一液体出口相比，第二液体出口布置于距旋转轴线更大半径的位置处。因而，具有不同密度的液体可分离，并且分别经由这样的第一液体出口和第二液体出口来排放。
相应地，具有最低密度的分离的液体可经由第一分离器出口来排放，而具有较高密度的分离的液体相可经由第二分离器出口来排放。
在操作期间，可在分离空间的外周缘部分中收集淤渣相，即形成重相的混合的固体和液体颗粒。因此，用于从分离空间排放第二分离相的第二分离器出口可包括用于从分离空间的周缘排放这样的淤渣相的出口。出口可呈多个周缘端口的形式，周缘端口从分离空间通过离心机转子延伸至离心机转子与固定式框架之间的转子空间。周缘端口可布置成在处于毫秒的数量级的短时间段期间间歇地打开，以允许将淤渣相从分离空间排放至转子空间。周缘端口可备选地呈喷嘴的形式，喷嘴在操作期间持续地打开，以允许持续地排放淤渣。
然而，用于从分离空间排放第二分离相的第二分离器出口可为第二液体出口，并且，离心分离器可进一步包括用于从分离空间排放第三分离相的第三分离器出口。结果，在本发明的第一方面的实施例中，分离器包括用于从分离空间的周缘排放淤渣相的第三分离器出口。
这样的第三分离器出口包括如上文讨论的用于从分离空间的周缘排放淤渣相的出口，并且可呈布置成间歇地打开的多个周缘端口的形式，或呈在操作期间持续地打开以允许持续地排放淤渣的喷嘴的形式。
本发明的第一方面基于如下的认识：具有大量的斑点形式的间隔部件的分离盘可促进在大型离心分离器(即，具有多于200个的带有大于300 mm的直径的分离盘的分离器)中有较高的流速。出人意料地，这些大量的斑点形式的间隔部件(即，具有大于25个斑点形式的间隔部件/dm2的表面密度)可承受在这样的大型盘叠堆中遇到的大的压缩力。这可促进使用较薄的分离盘，并且减少对常规的伸长的且沿径向延伸的填缝的需要。此外，发明人已出人意料地发现，即使这样的分离器的盘叠堆包括以高表面密度提供的大量的间隔部件，盘叠堆也为平衡性良好的，并且因而适合于大型离心分离器中的液体分离。
在研究乳分离器的脱脂效率(即，分离的脱脂乳相中的脂肪含量的研究)时的试验示例已表明，包括大量的作为负荷承载元件的斑点形式的间隔部件(每个分离盘包括多于4000个的斑点形式的间隔部件，其设在盘的内表面上)的盘叠堆优于具有作为负荷承载元件的常规的间隔部件的对应的盘叠堆。当研究脱脂乳中的脂肪含量与流速的关系时，发现与在53 m3/h的流速下的标准盘叠堆相比，具有斑点形式的间隔部件的盘叠堆在62-65 m3/h的流速下表现得一样好，即具有相同的脱脂效率。
因而，根据本公开的离心分离器可在乳品行业内用于分离乳，而且还可在诸如啤酒和生命科学的其它行业内使用。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件只设在分离盘的内表面或外表面上。
在本发明的第一方面的实施例中，包括斑点形式的间隔部件的所述成组的分离盘的所述内表面和所述外表面中的至少一个没有除了所述斑点形式的间隔部件之外的间隔部件。
作为示例，内表面和外表面两者(即，整个盘)均可没有除了所述斑点形式的间隔部件之外的间隔部件。
这意味着，在这样的分离盘的被压缩的叠堆中，叠堆中的盘之间的所有间隙均由斑点形式的间隔部件限定。
然而，盘叠堆中的分离盘还可包括除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件，诸如呈径向条的形式的间隔部件。这些间隔部件可呈窄条的单独件或片状金属的圆形坯料(其附接至分离盘的表面)的形式。这样的径向条或伸长的且沿径向延伸的间隔部件可具有大于20 mm(诸如，大于50 mm)的长度和例如大于4 mm的宽度。
在本发明的第一方面的实施例中，具有斑点形式的间隔部件的成组的盘中的分离盘包括少于5个的伸长的且沿径向延伸的间隔部件，诸如少于4个的沿径向延伸的间隔部件，诸如少于3个的沿径向延伸的间隔部件，诸如少于2个的沿径向延伸的间隔部件，诸如没有沿径向延伸的间隔部件。
此外，在本发明的第一方面的实施例中，具有斑点形式的间隔部件的成组的盘中的分离盘包括少于5个的除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件，诸如少于4个的除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件，诸如少于3个的除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件，诸如少于2个的除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件，诸如没有除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件。
因而，成组的分离盘中的至少一个盘的内表面和外表面两者均可没有用于在叠堆中的盘之间形成间隙的除了所述斑点形式的间隔部件之外的间隔部件。
结果，在本发明的第一方面的实施例中，分离盘的叠堆布置成使得所述斑点形式的间隔部件为分离盘的所述叠堆中的主要负荷承载元件。
这意味着，压缩力中的大多数由盘叠堆中的斑点形式的间隔部件支撑。
在本发明的第一方面的实施例中，以使得由间隔部件占据的盘表面的总面积的多于一半由所述斑点形式的间隔部件限定的量来提供成组的分离盘中的斑点形式的间隔部件。结果，在本发明的第一方面的实施例中，所述斑点形式的间隔部件形成分离盘上的所有间隔部件中的大多数。
作为示例，由间隔部件占据的盘表面的总面积的多于75%(诸如，所有)可由所述斑点形式的间隔部件限定。
这意味着，在这样的分离盘的被压缩的叠堆中，压缩力中的大多数或所有由斑点形式的间隔部件支承。
因而，具有斑点形式的间隔部件的成组的分离盘以及同样地整个盘叠堆可只包括作为负荷承载元件的斑点形式的间隔部件。
发明人已发现，斑点形式的间隔部件在大型离心分离器中是适合的。因而，在本发明的第一方面的实施例中，所述成组的沿轴向对齐的分离盘包括至少250个分离盘。
作为示例，成组的沿轴向对齐的分离盘可包括至少270个分离盘，诸如至少300个分离盘。
此外，在本发明的第一方面的实施例中，所述成组的沿轴向对齐的分离盘具有至少为350 mm(诸如至少为400 mm，诸如至少为450 mm，诸如至少为500 mm，诸如至少为530mm)的直径。
此外，所述斑点形式的间隔部件的表面密度可在分离盘的内表面和/或外表面的各处均高于50个间隔部件/dm2。作为示例，所述斑点形式的间隔部件的表面密度可在分离盘的内表面和/或外表面的各处均高于75个间隔部件/dm2，诸如高于90个间隔部件/dm2，诸如大约为100个间隔部件/dm2或高于100个间隔部件/dm2。
此外，在本发明的第一方面的实施例中，分离盘的内表面或外表面具有高于10个间隔部件/dm2(诸如高于25个间隔部件/dm2，诸如高于50个间隔部件/dm2，诸如高于75个间隔部件/dm2，诸如大约为100个间隔部件/dm2或高于100个间隔部件/dm2)的所述斑点形式的间隔部件的表面密度，并且，分离盘可具有小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
然而，整个内表面或外表面不必均由斑点形式的间隔部件覆盖。斑点形式的间隔部件可均等地分布于表面上或成群地分布。
例如，成组的分离盘可具有大于300 mm的直径，并且在各盘上均包括多于300个的斑点形式的间隔部件，诸如多于600个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1000个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1300个的斑点形式的间隔部件，并且可选地，各盘可具有小于0.40mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
例如，成组的分离盘可具有大于350 mm的直径，并且在各盘上均包括多于450个的斑点形式的间隔部件，诸如多于900个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1400个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1800个的斑点形式的间隔部件，并且可选地，各盘可具有小于0.40mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于400 mm的直径，并且在各盘上均包括多于600个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1100个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1700个的斑点形式的间隔部件，诸如多于2200个的斑点形式的间隔部件，并且可选地，各盘可具有小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于450 mm的直径，并且在各盘上均包括多于700个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1400个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1900个的斑点形式的间隔部件，诸如多于2800个的斑点形式的间隔部件，并且可选地，各盘可具有小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于500 mm的直径，并且在各盘上均包括多于900个的斑点形式的间隔部件，诸如多于1800个的斑点形式的间隔部件，诸如多于2700个的斑点形式的间隔部件，诸如多于3600个的斑点形式的间隔部件，并且可选地，各盘可具有小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于530 mm的直径，并且在各盘上均包括多于1000个的斑点形式的间隔部件，诸如多于2000个的斑点形式的间隔部件，诸如多于3000个的斑点形式的间隔部件，诸如多于4000个的斑点形式的间隔部件，并且可选地，各盘可具有小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
成组的分离盘可包括多于250个(诸如多于275个，诸如多于300个)的上文例示的类型的分离盘。
作为示例，包括斑点形式的间隔部件的叠堆的所有盘均可具有相同数量的斑点形式的间隔部件。
在本发明的第一方面的实施例中，具有斑点形式的间隔部件的分离盘的组或数量可大于分离盘的叠堆中的分离盘的总数量的50%，诸如大于分离盘的叠堆中的分离盘的总数量的75%，诸如大于分离盘的叠堆中的分离盘的总数量的90%。作为示例，盘叠堆的所有盘均可为具有斑点形式的间隔部件的盘。
在本发明的第一方面的实施例中，叠堆中的所有盘中的大多数为具有所述斑点形式的间隔部件的盘。
作为示例，叠堆可包括多于200个的分离盘，并且，那些分离盘中的超过90%(诸如，所有分离盘)可为具有斑点形式的间隔部件的分离盘。
作为示例，叠堆可包括多于300个的分离盘，并且，那些分离盘中的超过90%(诸如，所有分离盘)可为具有斑点形式的间隔部件的分离盘。
斑点形式的间隔部件的基座的宽度可指代或对应于斑点形式的间隔部件在表面处的直径。如果表面处的基座具有不规则形状，则斑点形式的间隔部件的宽度可对应于表面处的基座的最大的延伸。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件的基座延伸至沿着分离盘的表面而小于5 mm的宽度。作为示例，所述斑点形式的间隔部件的所述基座可延伸至沿着分离盘的表面而小于2 mm的宽度，诸如延伸至沿着分离盘的表面而小于1.5 mm的宽度，诸如延伸至沿着盘的表面而大约为1 mm或小于1 mm的宽度。
因而，由于与呈例如伸长条的形式的“常规的”大尺寸间隔部件相比而尺寸小，故可以以较多的数量来提供间隔部件，而不会阻塞或显著地妨碍流体混合物在分离盘的叠堆中的盘之间的流动。
在本发明的第一方面的实施例中，分离器包括用于以高于55 m3/小时(诸如高于60 m3/小时，诸如高于65 m3/小时，诸如高于70 m3/小时)的流速来供应待分离的流体混合物的机构。
在某些分离器应用中，在特殊卫生条件下和/或在没有任何夹杂空气和高剪切力的情况下(诸如，当分离的产物对这样的影响敏感时)保存在分离过程期间的分离流体。该种类的示例是乳制品、啤酒的分离以及生物技术应用中的分离。针对这样的应用，已开发所谓的气密式分离器，在气密式分离器中，在操作期间，分离器转筒或离心机转子完全充满液体。这意味着，在离心分离器的操作期间，空气或自由液体表面将不会存在于转子中。
在本发明的第一方面的实施例中，所述分离器入口、第一分离器出口或第二分离器出口中的至少一个被机械地气密地密封。
气密式密封件降低了氧气或空气进入分离空间并且接触待分离的液体的风险。
因此，在本发明的第一方面的实施例中，离心分离器用于分离乳制品，诸如将乳分离成乳脂和脱脂乳。
在本发明的第一方面的实施例中，具有斑点形式的间隔部件的成组的分离盘布置成使得盘的所述斑点形式的间隔部件中的大多数与邻近的盘的斑点形式的间隔部件相比而移位。
斑点形式的间隔部件与邻近的盘上的斑点形式的间隔部件相比而“移位”指代盘布置成使得所述斑点形式的间隔部件并非位于与邻近的盘上的斑点形式的间隔部件相同的位置处。因而，移位的斑点形式的间隔部件并非在邻近的盘具有斑点形式的间隔部件的位置处与邻近的盘邻接。
因此，具有斑点形式的间隔部件的盘可布置成使得盘的斑点形式的间隔部件并未与邻近的盘的斑点形式的间隔部件沿轴向对齐。因而，如在通过旋转轴线的轴向平面中看到的那样，斑点形式的间隔部件可相对于邻近的盘的斑点形式的间隔部件而沿径向移位，且/或如在通过旋转轴线的径向平面中看到的那样，斑点形式的间隔部件可相对于邻近的盘的斑点形式的间隔部件而沿周向移位。
可通过使盘与邻近的盘相比而沿周向方向转动(诸如，沿周向方向转过预定角)来实现斑点形式的间隔部件的移位。因而，当分离盘彼此上下地堆叠以形成叠堆时，一些分离盘或各分离盘可沿周向方向逐渐地转过一定的角度。因此，具有相同型式的斑点形式的间隔部件的分离盘可布置于分离盘的叠堆中，其中邻近的盘上的斑点形式的间隔部件相对于彼此而移位。
作为示例，一个盘的斑点形式的间隔部件可相对于邻近的盘的对应的斑点形式的间隔部件而移位达在2-15 mm之间(诸如在3-10 mm之间，诸如大约为5 mm)的周向距离和/或径向距离。
作为示例，一个盘的斑点形式的间隔部件可相对于邻近的盘的对应的斑点形式的间隔部件而移位达大约为盘的斑点形式的间隔部件之间的相互距离的一半的周向距离。
此外，还可通过以下方式来实现斑点形式的间隔部件的移位：使用具有不同型式的斑点形式的间隔部件的分离盘，使得当盘彼此上下地堆叠(诸如，堆叠至分布器上)时，盘的斑点形式的间隔部件并未与邻近的盘的斑点形式的间隔部件沿轴向对齐。
作为示例，盘的所有斑点形式的间隔部件均可与邻近的盘的斑点形式的间隔部件相比而移位。
斑点形式的间隔部件移位(即，斑点形式的间隔部件并未彼此上下地沿轴向对齐)的叠堆为有利的，这是因为相比于如果盘布置成使得斑点形式的间隔部件在盘叠堆中彼此上下地对齐，该叠堆可为薄盘提供更好的支承，即叠堆中的薄盘具有更多的支承点。因而，间隔部件移位的叠堆促进薄盘在叠堆中的使用。
此外，斑点形式的间隔部件移位的叠堆可为有利的，这是因为该叠堆允许容易地制造或组装盘叠堆，即，即使斑点形式的间隔部件未沿轴向对齐，斑点形式的间隔部件也允许叠堆中的盘之间有均匀间隙。换句话说，在盘叠堆中，斑点形式的间隔部件具有承受被压缩的叠堆中的大压缩力而不必彼此上下地对齐的能力。这因而与形成盘叠堆的常规理念不同，在常规理念中，在分离盘的叠堆各处的相互邻近的分离盘中，盘上的常规的伸长的间隔部件彼此上下地沿轴向对齐，或换句话说，在现有技术中，在分离盘的叠堆的各处，间隔元件布置成沿轴向笔直的线，以便承受被压缩的叠堆中的所有压缩力。
然而，叠堆中的盘还可布置成使得斑点形式的间隔部件沿轴向对齐。因而，在本发明的第一方面的实施例中，具有斑点形式的间隔部件的盘布置成使得盘的所述斑点形式的间隔部件中的大多数与邻近的盘的斑点形式的间隔部件沿轴向对齐。
分离盘的叠堆可对齐在对齐部件上，诸如对齐在分布器上。因而，在本发明的第一方面的实施例中，叠堆进一步包括分布器，分离盘对齐至分布器上以形成叠堆。
分离盘的叠堆还可进一步适于由大于8吨的力压缩。
在本发明的第一方面的实施例中，分离盘的叠堆相应地进一步包括至少一个轴向上升通道，该轴向上升通道由所述截顶表面中的至少一个通孔形成，或由叠堆中的分离盘的所述截顶圆锥表面的外周缘处的至少一个切口形成。
轴向上升通道可促进将流体混合物(诸如，液体)供给且分布至分离盘的叠堆中的间隙中。
分离盘的叠堆可包括多于4个(诸如多于五个，诸如多于六个)的轴向上升通道。
此外，具有斑点形式的间隔部件的成组的盘和盘叠堆的所有分离盘可具有小于0.60 mm(诸如小于0.50 mm，诸如小于0.45 mm，诸如小于0.40 mm，诸如小于0.35 mm，诸如小于0.30 mm)的厚度。
在本发明的第一方面的实施例中，所述斑点形式的间隔部件从分离盘的所述表面沿与表面形成小于90度的角的方向延伸。
因而，斑点形式的间隔部件不必从表面垂直地延伸。斑点形式的间隔部件延伸的方向可定义为从基座至斑点形式的间隔部件的从基座延伸得最远的部分的中间的方向，即，穿过基座的中间部分而到达从基座延伸得最远的部分的中间的轴线的方向。因而，斑点形式的间隔部件可从分离盘的所述表面沿与表面形成小于90度的角的方向延伸，因而形成间隔部件从表面延伸的方向，该方向可与分离盘的截顶圆锥形状的圆锥轴线的方向更大程度地对齐。这是有利的，因为斑点形式的间隔部件可较好地附着于盘的叠堆中的邻近的盘的表面，并且，间隔部件可较好地抵抗在被压缩的盘叠堆中遇到的大的轴向压缩力，即，可降低在压缩分离盘的叠堆时间隔部件变形的风险。因而，如果尖端布置于盘的内表面上，则间隔部件延伸的方向可为对着盘的外周缘的方向，并且，如果尖端布置于盘的外表面上，则尖端延伸的方向可为对着盘的内周缘的方向。
此外，斑点形式的间隔部件可从分离盘的所述表面基本上沿所述分离盘的截顶圆锥形状的轴向方向延伸。
由于盘沿轴向对齐，故沿轴向延伸的斑点形式的间隔部件将较好地附着于叠堆中的邻近的盘，由此进一步降低在叠堆被压缩时盘之间的间隙的尺寸不均匀的风险。此外，沿轴向延伸的间隔部件可较好地抵抗在被压缩的盘叠堆中遇到的轴向压缩力。
然而，斑点形式的间隔部件还可从分离盘的所述表面沿基本上垂直于分离盘的表面的方向延伸。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件中的大多数以小于20 mm的相互距离分布于分离盘的表面上。
作为示例，斑点形式的间隔部件可以以小于15 mm(诸如，大约为10 mm或小于10mm)的相互距离分布于分离盘的表面上。
斑点形式的间隔部件可均匀地分布于表面上、成群地分布，或以不同的相互距离分布于表面上，例如以形成盘的如下的区域：斑点形式的间隔部件的密度与盘的同一表面的其余部分上的斑点形式的间隔部件的密度相比而更高。
在本发明的第一方面的实施例中，所述斑点形式的间隔部件从分离盘的所述表面延伸至小于0.8 mm的高度。
作为示例，斑点形式的间隔部件可从分离盘的所述表面延伸至小于0.60(诸如小于0.50 mm，诸如小于0.40 mm，诸如小于0.30 mm，诸如小于0.25 mm，诸如小于0.20 mm)的高度。根据一些实施例，斑点形式的间隔部件可从分离盘的所述表面延伸至处于0.3-0.1mm或0.25-0.15 mm的范围内的高度。由于分离盘具有截顶圆锥的形式，故斑点形式的间隔部件在截顶表面上方的高度可与分离盘的叠堆中的盘之间的实际轴向间隙不同。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件分布于表面上，使得斑点形式的间隔部件在分离盘的外周缘处的表面密度比在盘的其余部分上的表面密度更高。
这可降低在叠堆被压缩时在盘之间形成尺寸不均匀的间隙的风险，因为盘的外周缘处的压缩程度可较大。这是因为盘的外周缘处的压缩程度可较大，且/或盘内的应力可显现于盘的外周缘处。斑点形式的间隔部件的较高密度因而可辅助在盘的周缘处保持适当的间隙距离。更详细地，当分离盘在叠堆中被压缩时，斑点形式的间隔部件处的在盘之间的邻接连同斑点形式的间隔部件中间的盘材料将分离盘相对于彼此而牢固地定位，其中遍及由相应的分离盘覆盖的区域，在分离盘之间存在等距的间隙。然而，在分离盘的外周缘处，各分离盘的斑点形式的间隔部件之间的盘材料形成自由端，并且因而并未以与更进一步在内部的盘材料相同的方式紧固于盘上。这样的自由端可需要斑点形式的间隔部件的较高密度，以便在盘的周缘处也提供分离盘之间的等距间隙。
例如，与盘的其余部分上的斑点形式的间隔部件的密度相比，斑点形式的间隔部件可在盘的外周缘处以两倍的密度分布。盘的外周缘可为形成盘的外部10-20 mm的盘表面区域。在较大直径的分离盘中，盘的外周缘可为形成盘的外部20-100 mm的盘表面区域。
根据一些实施例，分离盘的表面上的斑点形式的间隔部件的密度可从分离盘的径向内部部分至分离盘的径向外部部分而增加。从分离盘的径向内部部分处的斑点形式的间隔部件的低密度至分离盘的径向外部部分处的斑点形式的间隔部件的高密度，该增加可为逐渐的。备选地，可以以离散的阶段来提供该增加，使得遍及分离盘的径向内部部分处的区域而提供斑点形式的间隔部件的低密度，遍及内部部分的径向外侧而提供斑点形式的间隔部件的较高密度，依此类推，遍及分离盘的径向外部部分处的区域而提供斑点形式的间隔部件的最高密度。例如，密度可从分离盘的径向内部部分至径向外部部分而以2个、3个、2-4个或3-6个离散的阶段来增加，这例如取决于分离盘的直径。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件设在分离盘的内表面上。
例如，斑点形式的间隔部件中的大多数可设在分离盘的内表面上。此外，斑点形式的间隔部件可只设在分离盘的内表面上，这意味着外表面可没有斑点形式的间隔部件，并且可选地，内表面和/或外表面还可没有除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件。
此外，斑点形式的间隔部件可设在分离盘的外表面上。
例如，斑点形式的间隔部件中的大多数可设在分离盘的外表面上。此外，斑点形式的间隔部件可只设在分离盘的外表面上，这意味着内表面可没有斑点形式的间隔部件，并且可选地，内表面和/或外表面还可没有除了斑点形式的间隔部件之外的间隔部件。
结果，在实施例中，斑点形式的间隔部件只设在分离盘的内表面或外表面上。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件与分离盘的材料一体地形成为单件。
因而，根据用于制造具有一体地形成的间隔部件的分离盘的已知的技术(诸如，US6526794中公开的方法)，斑点形式的间隔部件可形成于分离盘的材料中。间隔部件可借助于所谓的旋压成型来一体地形成于金属盘中，或它们可备选地借助于任何适合的冲压方法(诸如，WO2010039097A1中公开的方法)来提供。
可借助于例如注射模制来提供包括与材料一体地形成为单件的斑点形式的间隔部件的塑料分离盘。
在本发明的第一方面的实施例中，斑点形式的间隔部件与分离盘的材料一体地形成为单件，使得分离盘的位于斑点形式的间隔部件的背面或后面的表面为平坦或平滑的，或至少形成小于间隔部件的高度的凹痕。因而，如果斑点形式的间隔部件形成于分离盘的内表面上，则分离盘的位于斑点形式的间隔部件的后面的外表面可或多或少为平坦的。
分离盘的厚度可小于0.8 mm，诸如小于0.6 mm。然而，可有利的是使用薄分离盘，以便能够在给定的高度内堆叠尽可能多的盘，并且由此增大总体分离面积。因而，在本发明的第一方面的实施例中，包括斑点形式的间隔部件的所述成组的分离盘中的至少一个分离盘(诸如，所有分离盘)具有小于0.50 mm的厚度。
例如，成组的分离盘中的分离盘可具有小于0.40 mm(诸如小于0.35 mm，诸如小于0.30 mm)的厚度。
例如，成组的分离盘可具有大于300 mm的直径和小于0.40 mm(诸如，小于0.30mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于350 mm的直径和小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于400 mm的直径和小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于450 mm的直径和小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于500 mm的直径和小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为另外的示例，成组的分离盘可具有大于530 mm的直径和小于0.40 mm(诸如，小于0.30 mm)的厚度。
作为示例，叠堆和/或成组的分离盘中的所有盘均可具有相同的直径和/或厚度。
在本发明的第一方面的实施例中，如沿斑点形式的间隔部件的高度的方向看到的那样，所述多个斑点形式的间隔部件包括具有球形或圆柱形形状的斑点形式的间隔部件。
在本发明的第一方面的实施例中，所述多个斑点形式的间隔部件包括尖端形状的且从分离盘的表面处的基座朝向自所述表面延伸某一高度的尖端而渐缩的斑点形式的间隔部件。
斑点形式的间隔部件可为尖端形状的，并且因而可从表面处的基座朝向自表面延伸某一高度的尖端而渐缩。尖端形状的间隔部件的高度是垂直于表面的高度。
斑点形式的间隔部件例如可具有圆锥的形式(即，为圆锥形状的)或棱锥的形式，这取决于基座沿着表面的形式。表面处的基座因而可具有如十字形、圆形、椭圆形、正方形的形式，或具有矩形形状。
多个斑点形式的间隔部件可具有从分离盘的表面处的基座朝向自所述表面延伸一定的高度的尖端而渐缩的尖端形状的横截面。
斑点形式的间隔部件可在至少一个横截面(诸如，垂直于盘的半径的横截面)上为尖端形状的。因而，斑点形式的间隔部件可形成在表面上延伸的小的脊部。脊部例如可沿分离盘的径向方向(即，基本上沿着流体混合物沿着分离盘流动的方向)延伸。
斑点形式的间隔部件可在多于一个的横截面上为尖端形状的。
斑点形式的间隔部件可整体上为尖端形状的。即，斑点形式的间隔部件的各横截面为尖端形状的。
作为示例，尖端形状的间隔部件可具有圆锥或棱锥的形式，即具有从表面处的平坦基座至尖端(即，基座上方的某一高度处的顶点)而平滑地渐缩的几何形状。顶点可位于基座的形心的正上方。然而，顶点也可位于并非在形心的上方的点处，使得尖端形状的间隔部件具有斜圆锥或斜棱锥的形式。
如果在薄金属分离盘的表面上引入斑点形式的间隔部件，则可实现包括薄分离盘的叠堆中的等距空间。因此，可以以此方式通过将较多数量的较薄的金属分离盘配合至叠堆中来进一步提高离心分离器的分离能力。本发明将以此方式促进尽可能薄的分离盘的使用，以使给定的叠堆高度内的分离盘和间隙的数量最多。此外，斑点形式的间隔部件导致盘的间隔部件与邻近的盘之间的较小的接触面积，因而导致叠堆中的盘的较大的表面区域可用于分离。此外，小的接触面积降低了在离心分离器的操作期间尘土或杂质粘在盘叠堆内的风险。分离盘中间的等距空间也有助于降低在离心分离器的操作期间尘土或杂质粘在盘叠堆内的风险。此外，等距空间提供了离心分离器中的改进的分离性能。由于在分离盘之间形成的间隙为等距的，故在盘叠堆内形成的分离区域的各处的分离性能基本上是相同的，并且因而较接近于相关的离心分离器的在理论上计算的分离性能。然而，在现有技术的盘叠堆(其中，分离盘在离心分离器的操作期间变形，并且因而在盘之间形成不均匀的间隙)中，盘叠堆内的分离性能不同，并且因此远非相关的离心分离器的在理论上计算的分离性能。
作为示例，尖端形状且斑点形式的间隔部件可从分离盘的所述表面沿与表面形成小于90度的角的方向延伸。
此外，尖端形状且斑点形式的间隔部件可从分离盘的所述表面基本上沿所述分离盘的截顶圆锥形状的轴向方向延伸。
此外，所述斑点形式的间隔部件的尖端可具有比所述斑点形式的间隔部件从表面延伸至的高度更小的尖端半径。
作为示例，所述斑点形式的间隔部件的尖端可具有在斑点形式的间隔部件的横截面中看到的小于所述斑点形式的间隔部件从表面延伸至的高度的一半(诸如小于该高度的四分之一，诸如小于该高度的十分之一)的尖端半径。在这样的“尖锐的”尖端的情况下，斑点形式的间隔部件可较容易地附着于盘叠堆中的邻近的盘的表面，并且，尖锐的尖端还减少对流体混合物在分离盘的叠堆中的盘之间的流动的阻塞或堵塞。
包括斑点形式的间隔部件的多个分离盘可包括具有不同形状的间隔部件。因而，单个盘可包括具有不同形状的斑点形式的间隔部件，并且，多个盘可包括具有呈不同形状的斑点形式的间隔部件的不同的盘，即，一些盘可仅具有球形的斑点形式的间隔部件，而一些盘可仅具有尖端形状的斑点形式的间隔部件。
然而，包括斑点形式的间隔部件的多个盘也可包括具有同一类型的斑点形式的间隔部件的分离盘。
在本发明的第一方面的实施例中，包括斑点形式的间隔部件的多个盘中的大多数在斑点形式的间隔部件的数量、形状、直径和厚度的方面属于同一种类。
在本发明的第一方面的实施例中，包括斑点形式的间隔部件的多个盘在斑点形式的间隔部件的数量、形状、直径和厚度的方面均属于同一种类。
作为本发明的第二方面，提供了一种用于分离流体混合物的具有不同密度的至少两种成分的方法，该方法包括以下步骤：
- 提供根据本文中讨论的方面和/或实施例中的任一个的离心分离器；
- 经由所述分离器入口来将具有不同密度的所述流体混合物供应至所述分离空间；
- 经由所述第一分离器出口来从所述分离空间排放第一分离相；以及
- 经由所述第二分离器出口来从所述分离空间排放第二分离相。
关于第二方面而使用的用语和定义与关于上文的第一方面而讨论的用语和定义相同。
在本发明的第二方面的实施例中，供应的步骤包括以高于60 m3/h(诸如，高于70m3/h)的流速来供应所述流体混合物。
在本发明的第二方面的实施例中，待分离的流体混合物包括乳，并且，所述第一分离相包括乳脂相，并且，所述第二分离相包括脱脂乳相。
作为示例，该方法可包括：以高于60 m3/h(诸如，高于70 m3/h)的流速来供应所述流体混合物；以及排放分离相，使得脱脂乳中的乳脂的浓度小于0.02%(诸如，小于0.01%)。
附图说明
图1a-c显示了分离盘的实施例。图1a是透视图，图1b是仰视图，即显示分离盘的内表面，并且图1c是内表面的外周缘的近视图。
图2a-f显示了不同的斑点形式的间隔部件的实施例。
图3a-e显示了不同的尖端形状且斑点形式的间隔部件的实施例。
图4显示了盘叠堆的实施例。
图5a-c显示了盘叠堆的实施例，在该盘叠堆中，分离盘的斑点形式的间隔部件相对于邻近的盘的斑点形式的间隔部件而移位。图5a是透视图，图5b是径向截面，并且图5c是内表面的近视图。
图6a和6b显示了盘叠堆的实施例，在该盘叠堆中，分离盘的斑点形式的间隔部件与邻近的盘的斑点形式的间隔部件沿轴向对齐。图6a是径向截面，并且图6b是内表面的近视图。
图7显示了通过离心分离器的横截面。
图8示出了用于分离流体混合物的至少两种成分的方法。
具体实施方式
将参考附图而通过以下描述来进一步显示分离盘的叠堆、可在该叠堆中使用的分离盘的示例以及根据本公开的离心分离器。
图1a-c显示了分离盘的实施例的示意图。图1a是根据本公开的实施例的分离盘1的透视图。分离盘1具有沿着圆锥轴线X1的截顶圆锥形状(即，截头圆锥形状)。轴线X1因而是穿过对应的圆锥形状的顶点的轴线的方向。圆锥表面与圆锥轴线X1形成圆锥角α。分离盘具有内表面2和外表面3，内表面2和外表面3从内周缘6沿径向延伸至外周缘5。在该实施例中，分离盘还设有许多通孔7，通孔7位于距内周缘和外周缘两者一定的径向距离的位置处。当与属于同一种类的其它分离盘一起形成叠堆时，通孔7因而可形成用于例如待分离的液体混合物的轴向分布通道，轴向分布通道促进液体混合物在分离盘的叠堆的各处均匀分布。分离盘进一步包括在分离盘1的内表面的上方延伸的多个斑点形式的间隔部件4。这些间隔部件4提供分离盘的叠堆中的相互邻近的分离盘之间的间隙。在图2a-2f中更详细地显示了斑点形式的间隔部件的示例。如在图1a中看到的那样，仅内表面2设有斑点形式的间隔部件4，而外表面3没有斑点形式的间隔部件4，并且也没有其它间隔部件。内表面2也没有除了斑点形式的间隔部件4之外的间隔部件。因而，在属于同一种类的分离盘1的叠堆中，斑点形式的间隔部件4是唯一的间隔部件，即形成叠堆中的盘之间的间隙和轴向距离的唯一的部件。斑点形式的间隔部件因而是在盘彼此上下地沿轴向堆叠时盘1上的唯一的负荷承载元件。这因而是与常规的分离盘的差异，在常规的分离盘中，各盘上的若干伸长的沿径向延伸的间隔部件形成间隙，并且承受盘叠堆中的压缩力。
然而，作为备选方案，将理解，外表面3可设有斑点形式的间隔部件4，而内表面2可没有斑点形式的间隔部件4，并且也没有其它间隔部件。
图1b显示了分离盘1的内表面2。在该实施例中，盘的直径D大约为530 mm，并且，斑点形式的间隔部件4从内表面2处的基座延伸，基座具有沿着分离盘1的内表面2而小于1.5mm的宽度。此外，斑点形式的间隔部件4之间的相互距离d1大约为10 mm，并且，整个内表面2包括多于4000个的斑点形式的间隔部件4。
在分离盘1的内周缘6处还存在许多切口13，以便促进堆叠在例如分布器上。
图1c显示了分离盘1的内表面2的外周缘5的近视图。在该实施例中，斑点形式的间隔部件4的密度在外周缘处比在盘的其余部分上更高。这通过以下方式来实现：使较多的斑点形式的间隔部件布置于外周缘区P中，使得外周缘区P内的沿径向位于最外面的间隔部件4之间的距离d2小于在该区外部的间隔部件4之间的距离d1。周缘区P例如可从外周缘5沿径向延伸10 mm。最外面的周缘处的间隔部件的较高的密度是有利的，这是因为较高的密度降低了盘叠堆中的相互邻近的盘在压缩力和离心力高的最外面的周缘处彼此触碰的风险。彼此触碰的相互邻近的盘将阻塞间隙，并且因而导致盘叠堆的效率降低。
图2a-f显示了可在本公开的盘叠堆中使用的不同类型的斑点形式的间隔部件的实施例。图2a显示了分离盘1的部分的截面，在该分离盘1中，斑点形式的间隔部件4沿在径向方向上延伸的线布置在盘1的内表面2上。外表面3没有任何种类的间隔部件。间隔部件4一体地形成于分离盘1中，即与分离盘本身的材料形成为单件。间隔部件4为尖端形状的，并且从表面至尖端渐缩，该尖端从内表面2延伸某一距离或高度。图2b显示了与图2a的盘类似的截面，但在该示例中，尖端形状且斑点形式的间隔部件仅设在外表面3上，而内表面2没有斑点形式的间隔部件。
图2c也显示了分离盘1的另一示例的部分的截面，在该分离盘1中，斑点形式的间隔部件4沿在径向方向上延伸的线布置在盘1的内表面2上，而外表面3没有任何种类的间隔部件。在该示例中，间隔部件4成形为从内表面2突出的半球。图2d显示了与图2c的盘类似的截面，但在该示例中，半球形且斑点形式的间隔部件仅设在外表面3上，而内表面2没有斑点形式的间隔部件。
图2e也显示了分离盘1的另一示例的部分的截面，在该分离盘1中，斑点形式的间隔部件4沿在径向方向上延伸的线布置在盘1的内表面2上，而外表面3没有任何种类的间隔部件。在该示例中，间隔部件4成形为从内表面2突出的圆柱体。图2f显示了与图2e的盘类似的截面，但在该示例中，圆柱形且斑点形式的间隔部件仅设在外表面3上，而内表面2没有斑点形式的间隔部件。
图3a-e显示了不同的尖端形状且斑点形式的间隔部件的实施例。图3a显示了尖端形状的间隔部件4的实施例的近视图。尖端形状的间隔部件4从内表面2上的基座8延伸。该基座8延伸至沿着分离盘1的内表面2而小于1.5 mm的宽度。尖端形状的间隔部件从基座8至定位成距基座距离z2的尖端9而渐缩。因而，尖端形状的间隔部件的高度为距离z2，在该情况下，距离z2在0.15 mm与0.30 mm之间，而分离盘的如在图2b中由距离z1示出的厚度在0.30 mm与0.40 mm之间。在图3a的示例中，尖端形状的间隔部件4从基座8沿基本上垂直于内表面2的方向y1延伸。方向y1因而平行于内表面2的法线N。
图3b显示了从分离盘的表面沿与该表面形成小于90度的角的方向延伸的尖端形状的间隔部件4的示例。图3b的间隔部件4与图3a中显示的间隔部件相同，但具有如下的差异：图3b的间隔部件4沿与内表面的法线N形成角的方向y2延伸。在该情况下，尖端形状的间隔部件4沿与内表面2形成角β1的方向y2延伸，并且，角β1小于90度。因而，尖端9从基座8沿与表面形成大约为60-70°的角的方向y2延伸。
图3c显示了从分离盘的表面沿与该表面形成小于90度的角的方向延伸的尖端形状的间隔部件4的另外的示例。图3c的间隔部件4与图3b中显示的间隔部件相同，但具有如下的差异：图3c的间隔部件4沿与内表面形成比图3b中的角β1更小的角β2的方向y3延伸。在该示例中，角β2与分离盘1的阿尔法角α(即，分离盘的对应的圆锥形状的开度角的一半)基本上相同。因而，角α是分离盘1的圆锥部分与圆锥轴线X1的角。角α可大约为35°。换句话说，尖端形状的间隔部件4从分离盘1的内表面2基本上沿所述分离盘1的截顶圆锥形状的轴向方向延伸。因而，在所形成的分离盘叠堆中，基本上沿轴向延伸的斑点形式的间隔部件可较好地附着于叠堆中的邻近的盘，由此进一步降低在叠堆被压缩时盘之间的间隙的尺寸不均匀的风险。
将理解，分离盘上的大多数或所有斑点形式的间隔部件4可沿同一方向延伸，即，分离盘上的大多数或所有斑点形式的间隔部件4可沿基本上垂直于表面的方向延伸，或分离盘上的大多数或所有斑点形式且尖端形状的间隔部件4可沿与表面形成角的方向延伸，即，如在如图2c-f和图3a中显示的示例中显示的示例那样。
此外，尖端形状且斑点形式的间隔部件的尖端9具有尖端半径R尖端，并且进一步在图3d中更详细地显示。该尖端半径R尖端为小的，以便得到尽可能尖锐的尖端。作为示例，尖端半径R尖端可小于高度z2，斑点形式的间隔部件4从内表面2延伸至高度z2。此外，尖端半径R尖端可小于高度z2的一半，诸如小于高度z2的十分之一。
图3e显示了斑点形式的间隔部件4的示例，该斑点形式的间隔部件4在至少一个横截面上为尖端形状的，并且具有沿一个方向的纵向延伸部。间隔部件4因而在分离盘的表面上形成脊部，该脊部沿着该表面沿由箭头A指示的方向延伸。方向A可为分离盘的径向方向。方向A可沿着当在离心分离器中使用分离盘时分离盘上的流的方向。斑点形式的间隔部件4的尖端9可具有沿着方向A的纵向延伸部，该纵向延伸部具有与斑点形式的间隔部件4的布置于分离盘的表面(未显示)上的基座8基本上相同的长度。备选地，斑点形式的间隔部件4的尖端9可具有沿着方向A的纵向延伸部，该纵向延伸部短于斑点形式的间隔部件4的布置于分离盘的表面(未显示)上的基座8的长度。
如上文讨论的与斑点形式的间隔部件4的基座8的宽度有关的尺寸也适用于图2f的实施例中的斑点形式的间隔部件4沿着方向A的宽度。沿着方向A的宽度可与横过方向A的距离相同或不同。因而，根据实施例，基座8的宽度可沿着分离盘的表面而小于5 mm。作为示例，斑点形式的间隔部件的基座8可延伸至沿着分离盘的表面而小于2 mm的宽度8，诸如延伸至沿着分离盘的表面而小于1.5 mm的宽度，诸如延伸至沿着盘的表面而大约为1 mm或小于1 mm的宽度。
图4显示了可在本公开的离心分离器中使用的盘叠堆10的实施例。盘叠堆10包括设在分布器11上的分离盘1。为了清楚起见，图4仅显示若干分离盘1，但将理解，盘叠堆10可包括多于200个的分离盘1，诸如多于300个的分离盘。由于斑点形式的间隔部件而在堆叠的分离盘1之间形成间隙28，即，在分离盘1a与分别位于分离盘1a的下方和上方的邻近的分离盘1b和1c之间形成间隙28。分离盘中的通孔形成贯穿叠堆而延伸的轴向上升通道7a。此外，盘叠堆10可包括顶盘(未显示)，即布置于叠堆的最顶部处的盘，其未设有任何通孔。在本领域中，这样的顶盘为已知的。顶盘可具有比盘叠堆中的其它分离盘1更大的直径，以便辅助引导分离相离开离心分离器。顶盘可进一步具有与盘叠堆10的分离盘1中的其余部分相比而更大的厚度。可使用分离盘10的内周缘5处的切口13(其配合于分布器的对应的翼状部12中)来将分离盘1设在分布器11上。
图5a-c显示了如下的实施例：分离盘1沿轴向布置于叠堆10中，使得盘1a的斑点形式的间隔部件4a中的大多数与邻近的盘1b的斑点形式的间隔部件4b相比而移位。在该实施例中，这通过如在图5a和5c中由箭头“A”示出的那样使盘1a与邻近的盘1b相比而沿周向方向进行小程度的旋转来执行。因而，如在图5a中看到的那样，邻近的分离盘1a和1b沿着旋转轴线X2(其为与如在图1和2中看到的圆锥轴线X1相同的方向)沿轴向对齐，但由于斑点形式的间隔部件的布置，分离盘1a的斑点形式的间隔部件4a并未在分离盘1b的对应的斑点形式的间隔部件4b的上方沿轴向对齐。作为示例，盘1a和1b布置成使得盘1a的斑点形式的间隔部件4a相对于盘1b的对应的斑点形式的间隔部件4b而移位达周向距离z3。距离z3可为盘上的斑点形式的间隔部件之间的相互距离的距离的大约一半，诸如在2-10 mm之间。
换句话说，盘叠堆1的分离盘布置成使得分离盘1a的斑点形式的间隔部件4a并未在邻近的盘1b具有斑点形式的间隔部件4b的位置处与邻近的盘1b邻接。这还在图5b中示出，图5b显示了邻近的盘1a和1b的截面。盘1a的斑点形式的间隔部件4a和盘1b的斑点形式的间隔部件4b可设在相同的径向距离处，但沿周向方向偏移。此外，图5c显示了盘1b的外周缘5的近视图。邻近的盘1a的斑点形式的部件4a在由图5c中的十字形指示的位置处与分离盘1b邻接，这些位置是与斑点形式的间隔部件4b的位置相比而如由箭头“A”示出的那样沿周向方向偏移的位置。
然而，如在具有伸长的径向间隔部件的常规的盘叠堆中那样，盘叠堆10的分离盘1可设在分布器11上，使得盘的斑点形式且尖端形状的间隔部件中的大多数与邻近的盘的斑点形式且尖端形状的间隔部件沿轴向对齐。这在图6a和6b中示出，在图6a和6b中，邻近的分离盘1a和1b设置成使得盘1a的斑点形式的间隔部件4a与盘1b的斑点形式且尖端形状的间隔部件4b对齐。图6a显示了邻近的盘1a和1b的截面，其中间隔部件4a和4b对齐，而图6b显示了盘1b的外周缘5的近视图。与图5c中示出的实施例形成对照，如在图6b中由十字形指示的那样，邻近的盘1a的斑点形式且尖端形状的间隔部件4a实际上在盘1b的斑点形式且尖端形状的间隔部件4b的位置处与分离盘1b邻接。
图7显示了根据本公开的实施例的离心分离器14的示意性示例，离心分离器14布置成将液体混合物分离成至少两种相。图7的分离器适于将乳分离成乳脂相和脱脂乳相。此外，将理解，图7是示意图，并且因而未按比例绘制。
离心分离器14包括布置成用于围绕旋转轴线(X2)旋转的旋转部分，并且包括转子17和主轴16。转子17也可被称为转筒或分离器转筒。主轴16在底部轴承24和顶部轴承23中被支承于离心分离器14的固定式框架15中。固定式框架15环绕转子17。
转子17在其本身内形成分离室18，在操作期间，将在分离室18中进行例如液体混合物的离心分离。即，转子17包封分离室18。分离室18也可被称为分离空间18。
分离室18设有截头圆锥形分离盘1的叠堆10，以便实现待分离的流体在盘1之间的间隙28中的有效分离。截顶圆锥形分离盘1的叠堆10是表面扩大型***件的示例。这些盘1在中心且与转子17同轴地配合，并且还包括通孔，当分离盘1配合于离心分离器14中时，通孔形成用于液体的轴向流的轴向通道25。分离盘1包括如在上文的示例中讨论的斑点形式的间隔部件，并且在该情况下配合于叠堆10上，使得盘的所述斑点形式的间隔部件中的大多数与邻近的盘的斑点形式的间隔部件相比而移位。
在图7中，在叠堆10中仅示出了若干盘1，并且在该情况下，叠堆包括多于300个的具有斑点形式的间隔部件的分离盘。分离盘1具有大于500 mm的直径，并且，各盘设有多于4000个的一体地形成于各盘的内表面上的斑点形式的间隔部件。
转子17具有从其延伸的液体轻相出口33和液体重相出口34，液体轻相出口33用于从液体混合物中分离的较低密度的成分，液体重相出口34用于从液体混合物中分离的较高密度的成分或重相。出口33和34延伸通过框架15。出口33、34也可被称为分离器出口33、34。在某些应用中，分离器14仅包含单个液体出口，诸如仅液体出口33。这取决于待处理的液体材料。转子17进一步设有用于排放已积聚于分离室18的周缘处的淤渣的第三出口。淤渣出口呈多个周缘端口19的形式，周缘端口19从分离室18通过转子外壳延伸至离心机转子17的外部的周围空间20。周缘端口19可为可在例如处于毫秒的数量级的短时间段期间间歇地打开的，并且容许使用如本领域中已知的常规的间歇排放***来将淤渣从分离空间完全地或部分地排放。
离心分离器1进一步设有驱动马达21。该马达21例如可包括固定式元件22和可旋转元件26，该可旋转元件环绕主轴16且连接至主轴16，使得该可旋转元件在操作期间将驱动转矩传递至主轴16且因此传递至转子17。驱动马达21可为电动马达。备选地，驱动马达可通过传动机构连接至主轴16。传动机构可呈蜗轮的形式，该蜗轮包括小齿轮和连接至主轴16的元件，以便接收驱动转矩。传动机构可备选地采取螺旋桨轴、驱动带等形式，并且，驱动马达可备选地直接连接至主轴。
中心导管27延伸通过主轴16，中心导管27采取空心管状部件的形式。在该实施例中，中心导管27形成用于经由转子17的入口29来将用于离心分离的液体混合物供应至分离空间18的入口导管。入口29也可被称为分离器入口29。从底部引入液体材料提供液体材料的平缓加速。主轴16进一步连接至主轴16的底端处的固定式入口管道30，使得待分离的液体材料可由输送机构输送至中心导管27。这样的输送机构可包括至少一个泵31，泵31布置成以便允许以高于60 m3/h(诸如，高于70 m3/小时)的流速来将待分离的液体材料供应至离心分离器14的中心导管27。
第一机械气密式密封件32布置于主轴16的底端处，以将空心主轴16密封至固定式入口管道30。气密式密封件32为环绕主轴16的底端且环绕固定式管道30的环形密封件。此外，液体轻相出口33和液体重相出口34也可被气密地机械地密封。作为备选方案，向心泵(诸如，配水盘)可布置于出口33和34处，以辅助将分离相从分离器中输送出。
在图7中的分离器的操作期间，通过从驱动马达21传递至主轴16的转矩来使转子17旋转。经由主轴16的中心导管27，使待分离的液体材料(诸如，乳)经由入口29和轴向上升通道25而进入盘叠堆10。在气密类型的入口29中，液体材料的加速在小半径处开始，并且在液体离开入口且进入分离室18和盘叠堆10时逐渐地提高。此外，如上文讨论的那样，分离器14还可具有气密式出口，并且，可预期分离室18在操作期间完全充满液体。原则上，这意味着，优选地，空气或自由液体表面将不会存在于转子17内。然而，还可在转子已经以其操作速度运转时引入液体。液体材料因而可连续地被引入到转子17中。
由图7中的箭头“B”示出待分离的液体材料通过主轴16而到达分离空间18的路径。
取决于密度，液体中的不同的相在配合于分离空间18中的叠堆10的分离盘之间的间隙28中分离。液体中的较重的成分在分离盘之间沿径向向外移动，而具有最低密度的相在分离盘之间沿径向向内移动，并且被迫通过布置于分离器中的径向最内层处的出口33。具有较高密度的液体改为被迫通过位于大于出口33的径向层的径向距离处的出口34而流出。因而，在分离期间，具有较低密度的液体与具有较高密度的液体之间的中间相形成于分离空间18中。固体或淤渣积聚于分离空间18的周缘处，并且可通过打开淤渣出口(即，周缘端口19)(于是，借助于离心力来从分离空间排放淤渣和一定量的液体)来从分离空间间歇地排空固体或淤渣。借助于滑动式转筒底35来控制周缘端口19的打开和关闭，滑动式转筒底35可沿着平行于旋转轴线(X2)的方向在打开位置与关闭位置之间移动。
因而，当分离乳时，脱脂乳相经由液体重相出口34排出，而乳脂相经由液体轻相出口33排出。待分离的乳可进一步包括少量的固体，诸如稻草和毛发、乳腺细胞、白细胞、红细胞和细菌。这样的固体因而在分离室18的周缘中聚集，并且经由淤渣出口19排放。
在图7的实施例中，经由主轴16的中心导管27来引入待分离的材料。然而，中心导管27还可用于排出例如液体轻相和/或液体重相。因而，在实施例中，中心导管27包括至少一个额外的导管，即至少两个导管。以此方式，可经由中心导管27来将待分离的液体混合物引入到转子17，并且同时地，液体轻相和/或液体重相可通过例如在中心导管27内或环绕中心导管27延伸的这样的额外的导管而排出。
图8示出了用于分离流体混合物的具有不同密度的至少两种成分的方法100，其包括以下步骤：
- 提供102根据本文中讨论的方面和/或实施例中的任何方面和/或实施例的离心分离器14，
- 经由分离器入口19来将具有不同密度的流体混合物供应104至分离空间18；
- 经由第一分离器出口33来从分离空间18排放106第一分离相；以及
- 经由第二分离器出口34来从分离空间排放108第二分离相。
本发明不限于所公开的实施例，而是可在下文陈述的权利要求书的范围内变化和修改。本发明不限于如附图中显示的分离器的类型。用语“离心分离器”还包括具有基本上水平地定向的旋转轴线的离心分离器和具有单个液体出口的分离器。

Claims (12)

1.一种离心分离器(14)，其用于分离流体混合物的具有不同密度的至少两种成分，所述离心分离器(14)包括：
固定式框架(15)，
主轴(16)，其可旋转地由所述框架(15)支承，
离心机转子(17)，其安装至所述主轴(16)的第一端，以与所述主轴(16)一起围绕旋转轴线(X2)旋转，其中，所述离心机转子(17)包括包封分离空间(18)的转子外壳，在所述分离空间(18)中，分离盘(1)的叠堆(10)布置成与所述离心机转子(17)同轴而旋转，
分离器入口(29)，其延伸至所述分离空间(18)中，以用于供应待分离的所述流体混合物，
第一分离器出口(33)，其用于从所述分离空间(18)排放第一分离相，
第二分离器出口(34)，其用于从所述分离空间(18)排放第二分离相；
其中，分离盘(1)的所述叠堆(10)包括沿轴向对齐的成组的分离盘(1)，其具有带有内表面(2)和外表面(3)的截顶圆锥形状，并且包括多个斑点形式的间隔部件(4)，所述斑点形式的间隔部件(4)从来自所述内表面(2)和所述外表面(3)中的至少一个的基座(8)延伸，以用于在相互邻近的分离盘(1)之间提供间隙，
其中，所述成组的分离盘(1)包括至少200个具有至少为300 mm的直径的分离盘(1)，并且，
其中，所述斑点形式的间隔部件(4)的表面密度在所述分离盘(1)的所述内表面(2)和/或所述外表面(3)的各处均高于100个斑点形式的间隔部件/dm2，并且
其中，所述斑点形式的间隔部件(4)延伸至小于0.30 mm的高度。
2.根据权利要求1所述的离心分离器(14)，其特征在于，沿轴向对齐的所述成组的分离盘(1)包括至少250个分离盘(1)。
3.根据权利要求1所述的离心分离器(14)，其特征在于，沿轴向对齐的所述成组的分离盘(1)具有至少为350 mm的直径。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，所述基座(8)延伸至沿着所述分离盘(1)的所述表面(2, 3)而小于5 mm的宽度。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，所述斑点形式的间隔部件(4)的所述基座(8)延伸至沿着所述分离盘(1)的所述表面(2, 3)而小于2 mm的宽度。
6.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，包括斑点形式的间隔部件(4)的所述成组的分离盘(1)包括如下的分离盘(1)：所述内表面(2)和所述外表面(3)中的至少一个没有除了所述斑点形式的间隔部件(4)之外的间隔部件(4)。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，分离盘(1)的所述叠堆(10)布置成使得所述斑点形式的间隔部件(4)是分离盘(1)的所述叠堆(10)中的主要的负荷承载元件。
8.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，所述离心分离器(14)进一步包括用于以高于60 m3/小时的流速来供应待分离的所述流体混合物的机构。
9.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，所述分离器入口(29)、第一分离器出口(33)或第二分离器出口(34)中的至少一个被机械地气密地密封。
10.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，所述主轴(16)为空心的，并且形成所述分离器入口(29)的部分，使得通过所述主轴(16)来供应待分离的所述流体混合物。
11.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，所述离心分离器(1)进一步包括用于从所述分离空间(18)的周缘排放淤渣相的第三分离器出口。
12.根据权利要求1-3中的任一项所述的离心分离器(14)，其特征在于，待分离的所述流体混合物包括乳，并且，所述第一分离相包括乳脂相，并且，所述第二分离相包括脱脂乳相。
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