NO168993B

NO168993B - A cyclone

Info

Publication number: NO168993B
Application number: NO85853723A
Authority: NO
Inventors: Gavan James Joseph Prendergast
Original assignee: Conoco Specialty Prod
Priority date: 1984-01-24
Filing date: 1985-09-23
Publication date: 1992-01-20
Also published as: DK164575C; GB8617436D0; IL74139A; PL251707A1; AU610007B2; NO168993C; EP0203065A1; AU3885789A; WO1985003242A1; ES539761A0; GB2182868A; DK373285A; GB2182868B; DK373285D0; CU21960A1; AU3886685A; DE3579162D1; IT8547591A0; DK164575B; IT1182146B

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en syklonseparator for å separere en tyngre komponent i en væskeblanding fra en mindre tung komponent, idet separatoren er av en type som har et aksialt ragende separeringskammer som i nærheten av en ende har en innløpsanordning for tilførsel av blandingen med en tangensial strømningskomponent, idet separeringskammeret har et aksialt beliggende kjerneutløp nær denne ende, og separeringskammeret har generelt konisk form, med forholds- The present invention relates to a cyclone separator for separating a heavier component in a liquid mixture from a less heavy component, the separator being of a type which has an axially projecting separation chamber which near one end has an inlet device for supplying the mixture with a tangential flow component, in that the separation chamber has an axially located core outlet near this end, and the separation chamber generally has a conical shape, with ratio

vist stort tverrsnitt ved den nevnte ende og forholdsvist lite tverrsnitt ved et aksialt beliggende spissutløp ved den ende av separeringskammeret som er motsatt av den nevnte ende, idet under bruk den tyngste komponent rettes mot spiss-utløpet på en slik måte at den omgir en indre, aksialt beliggende kjerne av den mindre tunge komponent, som i det minste i en vesentlig del av sin lengde utsettes for en trykkforskjell som bevirker at den strømmer til kjerneutløpet, shown large cross-section at the mentioned end and a relatively small cross-section at an axially located tip outlet at the end of the separation chamber which is opposite to the mentioned end, the heaviest component being directed towards the tip outlet during use in such a way that it surrounds an inner, axially located core of the less heavy component, which at least in a significant part of its length is exposed to a pressure difference which causes it to flow to the core outlet,

idet innløpsanordningen er avgrenset av et parti av separeringskammeret, og i det minste en innløpskanal kommuniserer med dette parti, hvilket parti er det parti av separeringskammeret som befinner seg i den samme lengdemessige stilling som innløpskanalen eller hver innløpskanal, idet innløps-kanalen eller hver innløpskanal oppviser indre og ytre konturer, sett aksialt i forhold til separatoren, idet den ytre kontur rager fra et første sted der den går over i omkretsen til det nevnte parti av separeringskammeret, og i det minste forlengelsen innover av den indre kontur rager fra et annet sted der den indre kontur eller dens forlengelse går over i omkretsen. the inlet device being delimited by a part of the separation chamber, and at least one inlet channel communicating with this part, which part is the part of the separation chamber which is in the same longitudinal position as the inlet channel or each inlet channel, the inlet channel or each inlet channel having inner and outer contours, viewed axially in relation to the separator, the outer contour extending from a first location where it transitions into the circumference of said portion of the separation chamber, and at least the inward extension of the inner contour extending from a second location where the inner contour or its extension merges into the circumference.

Det er i henhold til oppfinnelsen funnet mulig å utforme innløpet slik at det ikke er nødvendig å anordne mere enn en enkelt innløpskanal. According to the invention, it has been found possible to design the inlet so that it is not necessary to arrange more than a single inlet channel.

Separatoren i henhold til oppfinnelsen kjennetegnes ved The separator according to the invention is characterized by

at en første vektor T, som angir beliggenheten til hvilket som helst bestemt punkt på den ytre kontur og befinner seg i et plan normalt på den nevnte akse samt har sitt startpunkt that a first vector T, which indicates the location of any particular point on the outer contour and is located in a plane normal to the said axis and has its starting point

på det nevnte, første sted, er slik at når størrelsen til vektoren T øker, vil en vinkel mellom vektoren T og den tangent til omkretsen som går gjennom det første sted aldri avta og aldri bli mindre enn null, for alle størrelser av T mindre enn nD, og at the said, first location, is such that as the magnitude of the vector T increases, an angle between the vector T and the tangent to the circumference passing through the first location will never decrease and never become less than zero, for all magnitudes of T less than nD, and

at en annen vektor U, som angir beliggenheten til hvilket som helst bestemt punkt på den indre kontur og har sitt startpunkt i det nevnte annet sted, er slik at når størrelsen til vektoren U øker, vil en vinkel o£ mellom vektoren U og den tangent til omkretsen som går gjennom det nevnte annet sted aldri avta og aldri bli mindre enn null, for alle størrelser av U mindre enn cxD, i det minste for vesentlige størrelser av vektoren U, idet nD er lengden til den ytre kontur til innløpskanalen, sett aksialt i forhold til separeringskammeret, D er diameteren til det nevnte parti av separeringskammeret, aD er lengden til den indre kontur til innløpskanalen, sett aksialt i forhold til separeringskammeret, nD er målt fra et første sted der den ytre kontur går over i omkretsen av partiet av separeringskammeret og aD er målt fra et annet sted der i det minste en forlengelse innover av den indre kontur går over i omkretsen. that another vector U, indicating the location of any particular point on the inner contour and having its starting point at said other location, is such that as the magnitude of the vector U increases, an angle o£ between the vector U and the tangent to the circumference passing through said second location never decrease and never become less than zero, for all magnitudes of U less than cxD, at least for significant magnitudes of the vector U, nD being the length of the outer contour of the inlet channel, viewed axially relative to the separation chamber, D is the diameter of said portion of the separation chamber, aD is the length of the inner contour of the inlet channel, viewed axially relative to the separation chamber, nD is measured from a first location where the outer contour passes into the circumference of the portion of the separation chamber and aD are measured from another location where at least an inward extension of the inner contour passes into the circumference.

Det har tidligere vært nødvendig å benytte i det minste to innløpsåpningér for å oppnå en effektiv separasjon, hvilket altså kan unngås med den foreliggende oppfinnelse. It has previously been necessary to use at least two inlet openings to achieve an effective separation, which can therefore be avoided with the present invention.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av eksempler, under henvisning til de vedføyde tegninger, på hvilke: Fig. 1 viser et skjematisk snitt gjennom en separator som er konstruert i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 viser et tverrsnitt hovedsakelig etter linjen 2-2 i fig. 1. Fig. 3 og 4 illustrerer alternativet utformninger av en endevegg i separeringskammeret i fig. 1. Fig. 5 viser en alternativ utformning av kjerneutløpet til separatoren i fig. 1. Fig. 6 er et detaljert tverrsnitt gjennom innløpsanordningen til en separator konstruert i henhold til oppfinnelsen. Fig. 7 er skjematisk, i likhet med fig. 6, men viser foretrukne konturer i innløpskanalen, og Fig. 8 viser skjematisk et aksialsnitt gjennom en modifisert innløpskanal. The invention shall be described in more detail by means of examples, with reference to the attached drawings, in which: Fig. 1 shows a schematic section through a separator constructed according to the invention. Fig. 2 shows a cross-section mainly along the line 2-2 in fig. 1. Fig. 3 and 4 illustrate alternative designs of an end wall in the separation chamber in fig. 1. Fig. 5 shows an alternative design of the core outlet of the separator in fig. 1. Fig. 6 is a detailed cross-section through the inlet device of a separator constructed according to the invention. Fig. 7 is schematic, like fig. 6, but shows preferred contours in the inlet channel, and Fig. 8 schematically shows an axial section through a modified inlet channel.

Separatoren 10 omfatter et separeringskammer 12 som har tre koaksialt anordnede kammerpartier 14, 16, 18 med sylindrisk form. Disse har diametre og lengder henholdsvis d^, l^; d2» I2; og d3, I3. Partiet 14 har større diameter enn partiet 16, og partiet 18 har mindre diameter enn partiet 16. Som beskrevet i beskrivelsen til patentsøknad PCT/AU83/ 00028, kan en strømningsbegrensende anordning (ikke vist) være anordnet ved utløpet fra det sylindriske parti 18, men i dette tilfelle er utløpsenden vist utstyrt-med et spissutløp 24 fra det sylindriske parti 18. Et konisk parti 17 kan være anordnet-mellom partiene 14 og 16. Selv om partiet 16 som er vist oppviser et første område utformet med parallelle sider etterfulgt av et konisk område, er det i praksis mulig å utforme partiet 16 slik at det har konstant konisitet i hele The separator 10 comprises a separation chamber 12 which has three coaxially arranged chamber parts 14, 16, 18 with a cylindrical shape. These have diameters and lengths respectively d^, l^; d2» I2; and d3, I3. The part 14 has a larger diameter than the part 16, and the part 18 has a smaller diameter than the part 16. As described in the description of patent application PCT/AU83/00028, a flow limiting device (not shown) can be arranged at the outlet from the cylindrical part 18, but in this case the outlet end is shown equipped with a pointed outlet 24 from the cylindrical portion 18. A conical portion 17 may be arranged between the portions 14 and 16. Although the portion 16 shown has a first region formed with parallel sides followed by a conical area, it is in practice possible to design the part 16 so that it has a constant conicity throughout

sin lengde. its length.

Et evolvent innløpsrør 20 er anordnet på partiet 14 av separeringskammeret, og munner ut i en sidevegg av separeringskammeret ved en innløpsåpning 23. Et kjerneutløp 25 er anordnet langs aksen til partiet 14 av separeringskammeret, og dette fører til et aksialt rør 27. Som vist i fig. 2 har det evolvente innløpsrør 20 spiralform rundt omkretsen av partiet 14 av separeringskammeret, og har gradvist minkende tverrsnittsareal etter hvert som det nærmer seg åpningen 23. Røret 20 og åpningen 23 kan ha rektangulært tverrsnitt. An involute inlet pipe 20 is arranged on the part 14 of the separation chamber, and opens into a side wall of the separation chamber at an inlet opening 23. A core outlet 25 is arranged along the axis of the part 14 of the separation chamber, and this leads to an axial pipe 27. As shown in fig. 2, the involute inlet pipe 20 has a spiral shape around the circumference of the part 14 of the separation chamber, and has a gradually decreasing cross-sectional area as it approaches the opening 23. The pipe 20 and the opening 23 may have a rectangular cross-section.

Under bruk virker separatoren 10 hovedsakelig i samsvar med tidligere praksis, idet væskeblandingen som tilføres separeringskammeret via innløpsrøret 20 utsettes for sentrifugal-virkning som bevirker at separerte væskekomponenter kan strømme ut, på den ene side fra utløpet 24 og på den annen side gjennom utløpet 25. Den tyngste materialfasen strømmer således til spissutløpet 24 i en strøm med ringformet tverrsnitt rundt veggen til separeringskammeret, mens den lettere fasen danner en midtre kjerne 40 som utsettes for virkningen av en trykkforskjell som driver væsken i denne ut gjennom kjerneutløpet 25. During use, the separator 10 works mainly in accordance with previous practice, in that the liquid mixture supplied to the separation chamber via the inlet pipe 20 is subjected to centrifugal action which causes separated liquid components to flow out, on the one hand from the outlet 24 and on the other hand through the outlet 25. The heaviest material phase thus flows to the tip outlet 24 in a stream with an annular cross-section around the wall of the separation chamber, while the lighter phase forms a central core 40 which is exposed to the effect of a pressure difference which drives the liquid in it out through the core outlet 25.

Det er funnet at bruken av det evolventformede rør 20 mulig-gjør bruken av bare en enkelt åpning 23, mens det tidligere har vært anordnet flere innløpsåpninger. Dette fører til den ulempe, særlig når grupper av separatorer skal monteres sammen, at den monterte installasjon er forholdsvis kompli-sert. Følgelig, med bare et enkelt innløpsrør, kan antall sammenkoblinger av rør som må utføres minskes. Videre er det funnet at det evolventformede rør 20 fremmer separeringsvirk-ningen, ettersom den innkommende væskeblandingen allerede har vært utsatt for en viss separeringsvirkning under sentri-fugalpåvirkning når den strømmer i spiralform inn i separeringskammeret 12. It has been found that the use of the involute-shaped tube 20 enables the use of only a single opening 23, whereas several inlet openings have previously been arranged. This leads to the disadvantage, especially when groups of separators are to be assembled together, that the assembled installation is relatively complicated. Consequently, with only a single inlet pipe, the number of pipe connections that need to be made can be reduced. Furthermore, it has been found that the involute tube 20 promotes the separation effect, as the incoming liquid mixture has already been subjected to a certain separation effect under centrifugal influence when it flows spirally into the separation chamber 12.

Separeringskammeret 12 kan være konstruert omtrent i samsvar med-det som er beskrevet i australsk patentsøknad 47105/79. I søknad 47105/79 er separeringskammeret beskrevet slik at det har de følgende dimensjonsforhold: 10 I2/& 2 25 The separation chamber 12 may be constructed approximately in accordance with that described in Australian patent application 47105/79. In application 47105/79, the separation chamber is described so that it has the following dimensions: 10 I2/& 2 25

0,04 4Ai/Ti d<2> 0,10 0.04 4Ai/Ti d<2> 0.10

0,1 < dQ/d2 < 0,25 0.1 < dQ/d2 < 0.25

di <>> d2di <>> d2

d2<>> d3d2<>> d3

der Aj_ er det samlede tverrsnittsareal til tilførselsinn-løpet, dannet av innløpsåpningen 23, d0 er diameteren til kjerneutløpet 25, og de øvrige betegnelser har de betydninger som er forklart ovenfor. Også i beskrivelsen til australsk patentsøknad nr. 84713/82 er beskrevet en konstruksjons-variant som har parametere som angitt ovenfor, med unntak av where Aj_ is the total cross-sectional area of the supply inlet, formed by the inlet opening 23, d0 is the diameter of the core outlet 25, and the other designations have the meanings explained above. Also in the description of Australian patent application no. 84713/82, a construction variant is described which has parameters as indicated above, with the exception of

forholdet dø/d2, som i dette tilfelle er spesifisert til å the ratio dø/d2, which in this case is specified to

være mindre enn 0,1. Separatorer konstruert i samsvar med denne variant kan også tilpasses til bruk i den foreliggende oppfinnelse. Generelt kan i alle tilfeller separatoren i henhold til denne oppfinnelse med fordel ha et forhold 12/^2 som er i det minste lik 10. Også for separatorer beregnet til å separere forholdsvis små mengder av en mindre tung væske, slik som olje, fra forholdsvis store mengder av en tyngre væske, slik som vann, kan forholdet d]_/d2 være i området 1,5 til 3,0, f.eks. 2,0. be less than 0.1. Separators constructed in accordance with this variant can also be adapted for use in the present invention. In general, in all cases the separator according to this invention can advantageously have a ratio 12/^2 which is at least equal to 10. Also for separators intended to separate relatively small amounts of a less heavy liquid, such as oil, from relatively large quantities of a heavier liquid, such as water, the ratio d]_/d2 may be in the range 1.5 to 3.0, e.g. 2.0.

I praksis er det imidlertid funnet at det ikke er nødvendig å holde seg til det område av dimensjoner for kjerneutløpet som er angitt ovenfor. In practice, however, it has been found that it is not necessary to stick to the range of dimensions for the core outlet indicated above.

Under henvisning til fig. 6 er det vist mere detaljert en innløpskontur i henhold til oppfinnelsen. Her er innløps-anordningen til separatoren vist omfattende en innløpskanal 80, sammen med et parti av separeringskammeret til separatoren som lengdemessig befinner seg nærmest denne. I denne sammenheng er det generelt, selv om separatoren vist i fig. 1 With reference to fig. 6, an inlet contour according to the invention is shown in more detail. Here, the inlet device for the separator is shown comprising an inlet channel 80, together with a part of the separation chamber of the separator which is closest to it in terms of length. In this context, it is generally, although the separator shown in fig. 1

er beskrevet med tre avgrensede partier med suksessivt minskende diameter, ikke vesentlig at separatoren er slik utformet, idet den f.eks. kan oppvise hvilken som helst generelt konisk form fra en ende med størst diameter nær kjerneutløpet til en ende med mindre tverrsnitt nær spiss-utløpet. Kanalen 80 er vist med en ytre kontur 82 og en indre kontur 84. Her tilsvarer diameteren D til syklon-separatoren slik det er vist i fig. 6 diameteren di i fig. 1, ettersom innløpskanalen 80 (slik tilfellet er i konstruk-sjonen i fig. 1) kommuniserer med separeringskammeret i den ende av dette som har den største diameter. is described with three delimited parts of successively decreasing diameter, it is not essential that the separator is so designed, since it e.g. may exhibit any generally conical shape from an end of greatest diameter near the core outlet to an end of smaller cross-section near the tip outlet. The channel 80 is shown with an outer contour 82 and an inner contour 84. Here the diameter D corresponds to the cyclone separator as shown in fig. 6 the diameter di in fig. 1, as the inlet channel 80 (as is the case in the construction in Fig. 1) communicates with the separation chamber at the end thereof which has the largest diameter.

Kanalen 80 betraktes som ragende fra et sted som generelt er antydet med henvisningstallet 85 innerst mot separeringskammeret. Stedet 85 er definert som et punkt innenfor hvilket, regnet i retning innover mot separeringskammeret, strømmen av innstrømmende væske ikke kan angis med enkle strømningsligninger. Nærmere bestemt er punktene 83, 87 på den ytre og indre kontur, på linje med stedet 85, punkter der, dersom konturene forløp utover fra disse parallelt, separatoren ville arbeide hovedsakelig på samme måte som dersom konturene fortsatte i den profilerte form definert i henhold til oppfinnelsen. Med uttrykket "fortsette utover" menes en fortsettelse fra den respektive kontur som er hovedsakelig tangensial til overgangspunktet til den respektive kontur. Fra punktene 83, 87 på henholdsvis den ytre og indre kontur forløper konturene i spiralform innover og går over i omkretsflaten 86 til separeringskammeret. De steder der konturene således går over i omkretsflaten 86 er betegnet henholdsvis med bokstavene C og E. I praksis, selv om konturen 84 er vist slik at den går over i omkretsflaten 86 ved at konturen fortsetter innover inntil den treffer omkretsflaten 86 i punktet E, er det av mekaniske grunner ofte enklere og mere effektivt å avrunde overgangen mellom konturen 84 og omkretsflaten 86, ved å danne et avrundet parti 84a (antydet med stiplede linjer). The channel 80 is considered to extend from a location generally indicated by the reference number 85 innermost towards the separation chamber. The location 85 is defined as a point within which, calculated in the direction inwards towards the separation chamber, the flow of inflowing liquid cannot be indicated by simple flow equations. More specifically, points 83, 87 on the outer and inner contours, aligned with location 85, are points where, if the contours extended outward from them in parallel, the separator would operate substantially in the same manner as if the contours continued in the profiled shape defined according to the invention. By the expression "continue outward" is meant a continuation from the respective contour which is substantially tangential to the transition point of the respective contour. From points 83, 87 on the outer and inner contours, respectively, the contours spiral inward and merge into the circumferential surface 86 of the separation chamber. The places where the contours thus merge into the peripheral surface 86 are denoted respectively by the letters C and E. In practice, although the contour 84 is shown to merge into the peripheral surface 86 in that the contour continues inwards until it hits the peripheral surface 86 at point E, for mechanical reasons, it is often easier and more efficient to round the transition between the contour 84 and the peripheral surface 86, by forming a rounded portion 84a (indicated by dashed lines).

Den indre og ytre kontur bestemmes fortrinnsvis generelt av følgende ligninger: The inner and outer contours are preferably generally determined by the following equations:

0,35 < a< 1,5, der nD er lengden til den ytre kontur 82 til innløpskanalen, sett i aksial retning av separeringskammeret, idet D er diameteren til det parti av separeringskammeret som omfatter omkretspartiet 86. Denne konturlengde rager mellom punktene C og 83. aD er lengden av den indre kontur 84, sett i aksial retning av separeringskammeret. Denne konturlengde rager mellom punktene E og 87. 0.35 < a < 1.5, where nD is the length of the outer contour 82 of the inlet channel, seen in the axial direction of the separation chamber, D being the diameter of the part of the separation chamber that includes the peripheral part 86. This contour length projects between the points C and 83. aD is the length of the inner contour 84, seen in the axial direction of the separation chamber. This contour length extends between points E and 87.

Generelt er den ytre kontur 82 slik at vektoren T, som angir beliggenheten til hvilket som helst bestemt punkt på den ytre kontur og befinner seg i et plan normalt på den nevnte akse, og som har sitt startpunkt på stedet C, er slik at når stør-relsen til vektoren T øker, vil en vinkel 0 mellom vektoren T og en tangent 92 til omkretsflaten 86 gjennom det nevnte sted C aldri avta og aldri bli mindre enn null, for alle størrelser av T som er mindre enn r|D. In general, the outer contour 82 is such that the vector T, which indicates the location of any particular point on the outer contour and is in a plane normal to said axis, and which has its starting point at the location C, is such that when -relation of the vector T increases, an angle 0 between the vector T and a tangent 92 to the circumferential surface 86 through said location C will never decrease and never become less than zero, for all magnitudes of T less than r|D.

På lignende måte er en vektor U, som angir beliggenheten til hvilket som helst bestemt punkt på den indre kontur 84 og som har sitt startpunkt på stedet E, slik at når størrelsen til vektoren U øker, vil vinkelen mellom vektoren U og en tangent 93 til omkretsflaten som går gjennom stedet E aldri avta og aldri bli mindre enn null, for alle størrelser av vektoren U som er mindre enn aD, i det minste for vesentlige størrelser av vektoren U. Med vesentlig størrelse av vektoren U menes at i nærheten av stedet E kan ikke vektoren U deffineres, på grunn av eventuell avrunding av den indre kontur, slik som beskrevet ovenfor. Similarly, a vector U, indicating the location of any particular point on the inner contour 84 and having its starting point at the location E, so that as the magnitude of the vector U increases, the angle between the vector U and a tangent 93 to the circumferential surface that passes through the location E never decreases and never becomes less than zero, for all magnitudes of the vector U that are smaller than aD, at least for significant magnitudes of the vector U. By significant magnitude of the vector U is meant that in the vicinity of the location E the vector U cannot be defined, due to possible rounding of the inner contour, as described above.

Tverrsnittsarealet Aj_ til kanalen 80, målt i et radialt og aksialt plan gjennom stedet E er fortrinnsvis bestemt som: The cross-sectional area Aj_ of the channel 80, measured in a radial and axial plane through the location E is preferably determined as:

Det foretrekkes også å holde følgende forhold mellom konstantene n og a : It is also preferred to keep the following relationship between the constants n and a:

Det beskrevne forhold mellom konstantene a og n er mest aktuelt når separatoren har en største diameter som er forholdsvis mye større enn diameteren til tilbakestrømnings-utløpet. Når imidlertid dette forhold er forholdsvist lite, f.eks. mindre enn 3, kan det foretrekkes å sette større begrensninger til de innbyrdes verdier av konstantene a og n . Det følgende kan derved være passende: The described relationship between the constants a and n is most applicable when the separator has a largest diameter which is relatively much larger than the diameter of the backflow outlet. However, when this ratio is relatively small, e.g. less than 3, it may be preferable to place greater restrictions on the mutual values of the constants a and n. The following may therefore be appropriate:

Her angir d diameteren til tilbakestrømningsutløpet, tilsvar-ende diameteren d3 i fig. 1. Here d denotes the diameter of the return flow outlet, corresponding to the diameter d3 in fig. 1.

Under henvisning til fig. 7, i en konstruksjon i henhold til oppfinnelsen, var vinkelen p målt rundt aksen til separatoren mellom punktene C og E 86°. Den indre kontur 84 ble avsluttet i et buet parti 84a som gikk over i omkretsflaten 86, og dette parti hadde en krumningsradius på omtrent 0,5 mm og befant seg omtrent 110° rundt aksen til separatoren fra punktet C. I dette tilfelle ble det funnet at den følgende matematiske sammenheng var passende for å bestemme konturene 82, 84: With reference to fig. 7, in a construction according to the invention, the angle p measured around the axis of the separator between points C and E was 86°. The inner contour 84 terminated in a curved portion 84a which passed into the peripheral surface 86, and this portion had a radius of curvature of approximately 0.5 mm and was located approximately 110° around the axis of the separator from point C. In this case, it was found that the following mathematical relationship was appropriate for determining contours 82, 84:

der rg er avstanden fra aksen til separatoren til hvilket som helst bestemt punkt på den ytre kontur 82, r-j_ er avstanden fra aksen til separatoren til hvilket som helst bestemt punkt på den indre kontur 84, Zg er vinkelen, regnet . fra linjen 91 gjennom aksen til separatoren og punktet C, i retning med urviserne rundt aksen til separatoren, til hvilket som helst punkt på den ytre kontur 82, og Zj_ er vinkelen, regnet fra linjen 91 i retning med urviserne, til hvilket som helst bestemt punkt på den indre kontur 84. Disse ligninger som angir konturene 82, 84 kan generelt gjelde for vinkeler Zg, Zj_ i området eller i det minste i området where rg is the distance from the axis of the separator to any particular point on the outer contour 82, r-j_ is the distance from the axis of the separator to any particular point on the inner contour 84, Zg is the angle, calculated . from the line 91 through the axis of the separator and the point C, in a clockwise direction about the axis of the separator, to any point on the outer contour 82, and Zj_ is the angle, counted from the line 91 in a clockwise direction, to any particular point on the inner contour 84. These equations defining the contours 82, 84 can generally apply to angles Zg, Zj_ in the range or at least in the range

Kanalen 80 kan ha rektangulært tverrsnitt, f.eks. med lang-sider som rager parallelt med aksen til separatoren og har lengde W, og kortsider som ligger i plan normalt på aksen til separatoren og har lengde t. I dette tilfelle kan følgende sammenheng gjelde: The channel 80 can have a rectangular cross-section, e.g. with long sides projecting parallel to the axis of the separator and having length W, and short sides lying in a plane normal to the axis of the separator and having length t. In this case the following relationship may apply:

Generelt vil W være større enn t. In general, W will be greater than t.

Fig. 8 viser en ytterligere modifikasjon av separatoren i henhold til oppfinnelsen, idet innløpskanalen 80 er vist ragende med aksen 93 for strømningsbanen til væskestrømmen liggende i en vinkel med aksen 95 til separatoren, i stedet for å være normalt på denne slik som vist i fig. 1. I "dette tilfelle danner aksen 93 til kanalen 80 en vinkel med aksen i området Fig. 8 shows a further modification of the separator according to the invention, in that the inlet channel 80 is shown projecting with the axis 93 of the flow path of the liquid stream lying at an angle with the axis 95 of the separator, instead of being normal to it as shown in Fig. . 1. In this case, the axis 93 of the channel 80 forms an angle with the axis of the area

Når kanalen har rektangulært tverrsnitt foretrekkes det at den har et slikt rektangulært tverrsnitt i det minste i en lengde qD, der q er mindre enn a . When the channel has a rectangular cross-section, it is preferred that it has such a rectangular cross-section at least for a length qD, where q is less than a.

Den beskrevne form av separatorinnløpet kan anvendes når det er anordnet mere enn en kanal 80. I dette tilfelle bør det samlede tverrsnittsareal til alle kanalene, målt radialt i separatoren gjennom de respektive punkter E være lik arealet Aj_, slik at dette i en formel t x W = Aj_ skal erstattes av Aj_/n, der n er antall kanaler 80. Det vil også forstås at ikke alle kanalene behøver å være identiske. Nærmere bestemt, når de ikke er identiske, er det samlede areal Aj_ knyttet til lengdene og breddene til tilførselskanalene i de relevante tverrsnitt på følgende måte: The described form of the separator inlet can be used when more than one channel 80 is arranged. In this case, the combined cross-sectional area of all the channels, measured radially in the separator through the respective points E, should be equal to the area Aj_, so that in a formula t x W = Aj_ must be replaced by Aj_/n, where n is the number of channels 80. It will also be understood that not all channels need to be identical. More specifically, when they are not identical, the total area Aj_ is related to the lengths and widths of the supply channels in the relevant cross-sections as follows:

Claims

2 tn x Wn = Aj_, der tn og wn er henholdsvis bredden og lengden til den n-te kanal.2 tn x Wn = Aj_, where tn and wn are respectively the width and length of the nth channel.

Den beskrevne separator er funnet å ha utmerkede bruksegen-skaper ved separering av mindre mengder olje fra større mengder vann.The described separator has been found to have excellent performance characteristics when separating smaller quantities of oil from larger quantities of water.

Fig. 3 viser en modifikasjon av separatoren i fig. 1. Her er endeveggen 50 til partiet 14 av separeringskammeret, nær kjerneutløpet 25, utformet konkavt. I fig. 4 er endeveggen 50 vist i en ytterligere modifikasjon, og oppviser konveks form sett i aksialsnitt. Fig. 5 viser en ytterligere modifikasjon der kjerneutløpet 25 er dannet av et rør 27 som har et parti 27a som rager gjennom veggen 50 (i dette tilfelle vist lineær i aksialsnitt), og inn i separeringskammeret 14 en kort lengde.Fig. 3 shows a modification of the separator in fig. 1. Here, the end wall 50 of the part 14 of the separation chamber, near the core outlet 25, is designed concave. In fig. 4, the end wall 50 is shown in a further modification, and exhibits a convex shape seen in axial section. Fig. 5 shows a further modification where the core outlet 25 is formed by a tube 27 which has a part 27a projecting through the wall 50 (in this case shown linear in axial section), and into the separation chamber 14 a short length.

Mens utformningen av innløpsanordningen til separatoren med de beskrevne former bare gjør det mulig å anvende et enkelt innløp, kan de beskrevne utformninger også anvendes når det er anordnet mere enn ett innløp.While the design of the inlet device of the separator with the described shapes only makes it possible to use a single inlet, the described designs can also be used when more than one inlet is arranged.

PATENTKRAV: 1. Syklonseparator for separering av en tyngre komponent i en væskeblanding fra en mindre tung komponent av denne, idet separatoren er av en type som har et aksialt ragende separeringskammer (12) som ved en ende har en innløpsanordning (20) for tilførsel av blandingen med en tangensial strømnings-komponent, idet separeringskammeret har et aksialt beliggende kjerneutløp (25) nær den nevnte ende av separeringskammeret, som har generelt konisk form, med forholdsvist stort tverrsnitt ved den nevnte ende og forholdsvist lite tverrsnitt ved et aksialt beliggende spissutløp (24) ved den ende av separeringskammeret som er motsatt av den nevnte ende, slik at under bruk ledes den tyngre komponent til spissutløpet på en slik måte at den omgir en indre, aksialt beliggende kjerne (40) av den mindre tunge komponent, som i det minste i en vesentlig del av sin lengde utsettes for en trykkforskjell som bevirker at den strømmer til kjerneutløpet, idet innløpsanordningen avgrenses av et parti av separeringskammeret og i det minste en innløpskanal (80) kommuniserer med dette parti, hvilket parti er det parti av separeringskammeret som er i den samme lengdemessige stilling som inn-løpskanalen eller hver innløpskanal, idet innløpskanalen eller hver innløpskanal oppviser indre og ytre konturer (84, 82), sett aksialt i forhold til separatoren, idet den ytre kontur (82) rager fra et første sted (C) der den går over i omkretsen (86) til det nevnte parti av separeringskammeret,PATENT CLAIMS: 1. Cyclone separator for separating a heavier component in a liquid mixture from a less heavy component thereof, the separator being of a type which has an axially projecting separation chamber (12) which at one end has an inlet device (20) for supplying the mixture with a tangential flow component, the separation chamber having an axially located core outlet (25) near the said end of the separation chamber, which has a generally conical shape, with a relatively large cross-section at the said end and a relatively small cross-section at an axially located tip outlet (24 ) at the end of the separation chamber which is opposite to the said end, so that during use the heavier component is led to the tip outlet in such a way that it surrounds an inner, axially located core (40) of the less heavy component, which at least in a significant part of its length is exposed to a pressure difference which causes it to flow to the core outlet, as the inlet device is delimited by a part of the separation chamber and at least one inlet channel (80) communicates with this part, which part is the part of the separation chamber which is in the same longitudinal position as the inlet channel or each inlet channel, the inlet channel or each inlet channel having inner and outer contours (84 , 82), seen axially in relation to the separator, the outer contour (82) projecting from a first location (C) where it merges into the circumference (86) of the said part of the separation chamber,

og i det minste forlengelsen innover av den indre kontur rager fra et annet sted (E) der den indre kontur eller dens forlengelse går over i omkretsen,and at least the inward extension of the inner contour projects from another location (E) where the inner contour or its extension merges into the circumference,

karakterisert ved atcharacterized by that

en første vektor T, som angir beliggenheten til hvilket som helst bestemt punkt på den ytre kontur (82) og befinner seg i et plan normalt på den nevnte akse samt har sitt startpunkt på det nevnte, første sted (C), er slik at når størrelsen til vektoren T øker, vil en vinkel 0 mellom vektoren T og den tangent til omkretsen (86) som går gjennom det første sted aldri avta og aldri bli mindre enn null, for alle størrelser av T mindre enn nD, oga first vector T, which indicates the location of any particular point on the outer contour (82) and is in a plane normal to the said axis and has its starting point at the said first place (C), is such that when the magnitude of the vector T increases, an angle 0 between the vector T and the tangent to the circumference (86) passing through the first place will never decrease and never be less than zero, for all magnitudes of T less than nD, and

at en annen vektor U, som angir beliggenheten til hvilket som helst bestemt punkt på den indre kontur (84) og har sitt startpunkt i det nevnte annet sted (E), er slik at når størrelsen til vektoren U øker, vil en vinkel dC mellom vektoren U og den tangent til omkretsen (86) som går gjennom det nevnte annet sted aldri avta og aldri bli mindre enn null, for alle størrelser av U mindre enn aD, i det minste for vesentlige størrelser av vektoren U, idet nD er lengden til den ytre kontur (82) til innløpskanalen, sett aksialt i forhold til separeringskammeret, D er diameteren til det nevnte parti av separeringskammeret, aD er lengden-' til den indre kontur (84) til innløpskanalen (80), sett aksialt i forhold til separeringskammeret, nD er målt fra et første sted der den ytre kontur går over i omkretsen av partiet av separeringskammeret og aD er målt fra et annet sted der i det minste en forlengelse innover av den indre kontur går over i omkretsen. that another vector U, which indicates the location of any particular point on the inner contour (84) and has its starting point in said second place (E), is such that as the magnitude of the vector U increases, an angle dC between the vector U and the tangent to the circumference (86) passing through said second place never decrease and never become less than zero, for all magnitudes of U less than aD, at least for significant magnitudes of the vector U, nD being the length of the outer contour (82) of the inlet channel, seen axially in relation to the separation chamber, D is the diameter of said part of the separation chamber, aD is the length of the inner contour (84) of the inlet channel (80), seen axially in relation to the separation chamber , nD is measured from a first location where the outer contour merges into the circumference of the portion of the separation chamber and aD is measured from a second location where at least an inward extension of the inner contour merges into the circumference.

2. Syklonseparator som angitt i krav 1,2. Cyclone separator as stated in claim 1,

karakterisert ved atcharacterized by that

der Aj_ er tverrsnittsarealet til kanalen (80) , eller det samlede tverrsnittsareal til alle kanalene, dersom det er mer enn en kanal, idet tverrsnittsarealet eller hvert tverrsnittsareal er målt i et plan som er hovedsakelig vinkelrett på strømmen i innløpskanalen og skjærer endepunktet til den indre kontur. where Aj_ is the cross-sectional area of the channel (80), or the combined cross-sectional area of all the channels, if there is more than one channel, the cross-sectional area or each cross-sectional area being measured in a plane which is substantially perpendicular to the flow in the inlet channel and intersects the end point of the inner contour.

3. Syklonseparator som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at 3. Cyclone separator as specified in claim 1 or 2, characterized in that

4. Syklonseparator som angitt i krav 1 - 3, karakterisert ved at kanalen eller hver kanal (80) har rektangulært tverrsnitt i det minste langs en lengde qD for q < a , idet tverrsnittet har en lengde Wn og en bredde tn, der4. Cyclone separator as specified in claims 1 - 3, characterized in that the channel or each channel (80) has a rectangular cross-section at least along a length qD for q < a , the cross-section having a length Wn and a width tn, where

der wn er lengden til tverrsnittet i den n-te kanal og tn er bredden til n-te kanal. where wn is the length of the cross section in the nth channel and tn is the width of the nth channel.

5. Syklonseparator som angitt i krav 4,5. Cyclone separator as specified in claim 4,

karakterisert ved sidene til tverrsnittet eller hvert tverrsnitt med lengde W er rettet hovedsakelig i aksial retning av separatoren (10), mens sidene med bredde t er rettet hovedsakelig normalt på aksen til separatoren. characterized by the sides of the cross-section or each cross-section of length W are directed mainly in the axial direction of the separator (10), while the sides of width t are directed mainly normal to the axis of the separator.

6. Syklonseparator som angitt i krav 5,6. Cyclone separator as stated in claim 5,

karakterisert ved at W > t. characterized by W > t.

7. Syklonseparator som angitt i hvilket som helst av kravene 1-6, karakterisert ved at kanalen (80) eller hver kanal rager med vinkel i forhold til aksen til separatoren, sett vinkelrett på denne akse, idet vinkelen p mellom denne akse og den midlere strømningsretning i innløpet for væskeblanding som tilføres gjennom en inn-løpskanal, i det punkt der den midlere strømningsbane krysser kanaltverrsnittet som arealet Aj_ måles i, er7. Cyclone separator as stated in any of claims 1-6, characterized in that the channel (80) or each channel projects at an angle in relation to the axis of the separator, seen perpendicular to this axis, the angle p between this axis and the middle flow direction in the inlet for liquid mixture supplied through an inlet channel, at the point where the mean flow path crosses the channel cross-section in which the area Aj_ is measured, is

der vinkelen p er slik bestemt at for verdier mindre enn 90° har væskestrømmen inn i separeringskammeret (12) under bruk, langs den nevnte strømningsbane, en bevegelseskomponent som er rettet i retning fra enden med størst diameter til enden med minst diameter i separeringskammeret. where the angle p is so determined that for values less than 90° the liquid flow into the separation chamber (12) during use, along the aforementioned flow path, has a movement component which is directed in the direction from the end with the largest diameter to the end with the smallest diameter in the separation chamber.

8. Syklonseparator som angitt i krav 1,8. Cyclone separator as stated in claim 1,

karakterisert ved at en endevegg (50) i separeringskammeret (12), gjennom hvilken kjerneutløpet (27) kommuniserer med separeringskammeret, er utformet med krumning. characterized in that an end wall (50) in the separation chamber (12), through which the core outlet (27) communicates with the separation chamber, is designed with curvature.

9. Syklonseparator som angitt i krav 8,9. Cyclone separator as stated in claim 8,

karakterisert ved at den nevnte endevegg er konkav. characterized in that said end wall is concave.

10. Syklonseparator som angitt i krav 8,10. Cyclone separator as stated in claim 8,

karakterisert ved at den nevnte endevegg er konveks. characterized in that said end wall is convex.

11. Syklonseparator som angitt i krav 1 - 10, karakterisert ved at kjerneutløpet (25) rager gjennom en endevegg i separeringskammeret (12) og rager inn i dette. 11. Cyclone separator as stated in claims 1 - 10, characterized in that the core outlet (25) projects through an end wall in the separation chamber (12) and projects into this.

12. Syklonseparator som angitt i krav 1 - 11, karakterisert ved at den ytre kontur (82) til innløpskanalen eller -kanalene (80) har evolventform. 12. Cyclone separator as stated in claims 1 - 11, characterized in that the outer contour (82) of the inlet channel or channels (80) has an involute shape.

13. Syklonseparator som angitt i krav 1-12, karakterisert ved at den indre kontur (84) til innløpskanalen eller -kanalene (80) har evolventform. 13. Cyclone separator as specified in claims 1-12, characterized in that the inner contour (84) of the inlet channel or channels (80) has an involute shape.

14. Syklonseparator som angitt i krav 1-13, karakterisert ved at den bare har én innløps-kanal (80) .14. Cyclone separator as stated in claims 1-13, characterized in that it has only one inlet channel (80).