SE445809B - Anordning for reglering av utflodet av en separerad komponent fran en centrifugalseparator - Google Patents

Description

8406334-6 blandningskomponent; en kanal som sträcker sig genom utloppsorganet från ett ställe i rotorn, där den separerade blandningskomponenten befinner sig under rotorns drift, till ett mottagningsställe för densamma; en första anordning för motverkan av utloppsorganets medbringning av den nämnda blandningskompo- nenten, så att en önskad skillnad erhålls mellan utloppsorganets och den separerade vätskans rotationshastigheter; och en andra anordning för avkän- ning av den kraft, som behövs för att motverka utloppsorganets medbringning; varjämte den första anordningen är sammankopplad med den andra anordningen och inrättad att åstadkomma den önskade skillnaden mellan utloppsorganets och den separerade vätskans rotationshastigheter i beroende av ett avkänt värde på den nämnda kraften.

Vid en eentrifugalseparator, från vilken den separerade blandningskompo- nenten skall avlägsnas kontinuerligt, bör den nämnda första anordningen vara inrättad att öka sin motverkan av den nämnda medbringningen, när den avkända kraften ökar, och minska sin motverkan av medbringningen, när den avkända kraften minskar. På så sätt blir arrangemanget självreglerande.

Om den separerade blandningskomponenten skall avlägsnas intermittent, bör istället den första anordningen vara inrättad att åstadkomma en förutbestämd skillnad mellan de nämnda rotationshastigheterna först när den avkända kraften uppnår ett förutbestämt värde.

Ett arrangemang av det sistnämnda slaget är avsett främst för sådana separe- ringsfall då den blandning, som skall centrifngeras, har en mycket låg halt av en viss komponent, som skall avskiljas. I dessa fall kan en del av den i rotorn separerade komponenten bli så koncentrerad i rotorns separeringsrum, innan en tillräcklig mängd av komponenten har avskiljts för att kunna bort- ledas från rotorn, att den får dålig flytbarhet. Detta kan dock bemästras genom uppfinningen, eftersom en åstadkommen skillnad mellan utloppsorganets och den separerade komponentens rotationshastigheter leder till ett avsevärt pumptryck i kanalen genom utloppsorganet.

Uppfinningen beskrivs i det följande med hänvisning till bifogade ritning, som visar en utföringsform av densamma. 8406334-6 På ritningen visas en centrifugrotor bestående av två delar 1 och 2. Rotorn uppbärs av en vertikal drivaxel 3, som är förbunden med den nedre rotordelen 1. Inuti rotorn avgränsas ett separeringsrum 4, som har ett bräddavlopp i form av ett antal öppningar 5 i den övre rotordelen 2.

Centralt in i rotorn sträcker sig ett stationär: inloppsrör 6, vilket omges av ett likaså stationärt utloppsorgan 7. Genom utloppsorganet 7 sträcker sig en eller flera utloppspassager 8.

Inuti rotorn är lagrat ett roterbart utloppsorgan 9. Detta uppvisar ett antal kanaler 10 inrättade att mottaga en flytande blandning från inlopps- röret 6 och vidarebefordra denna till rotorns separeringsrum 4. Utlopps- organet 9 har också ett antal utloppskanaler ll, vilka sträcker sig radiellt inåt från utloppsorganets 9 omkretsdel mot rotorns centrum. Mellan utlopps- kanalerna ll uppvisar utloppsorganet 9 ett flertal axiellt genomgående borr- ningar 12, vilka förbinder olika delar av separeringsrumet 4 med varandra.

Ett stycke radiellt innanför borrningarna 12 bildar utloppsorganet 9 en ringformig ränna 13, vilken är öppen mot rotorns rotationsaxel. Utlopps- kanalerna ll mynnar i den radiellt yttersta delen av rännan 13.

På en nivå radiellt innanför kanalernas ll mynningar i rännan 13 befinner sig - i rännan 13 - den del av det icke-roterbara utloppsorganet 7, vilken uppvisar inloppsmynningarna av utloppspassagerna 8. Vardera av dessa myn- ningar bildas av ett kort rörstycke 14, som uppbära av utloppsorganet 7.

Varje rörstycke 14 är bockat så att det kan fungera som ett skalrör i rännan 13.

Utloppsorganet 9 är vidare försett med ett rörformigt parti 15, som sträcker sig ut ur rotorn och som utanför rotorn uppbär en ringformig fläns 16. Vid 17 visas schematiskt ett lager anordnat mellan det rörformiga partiet 15 och rotordelen 2.

Av en ringformig platta 18 uppbära en s.k. virvelströmsbroms 19, medelst vilken rotationshastigheten hos den ringformiga flänsen 16 - och därmed hos det roterbara utloppsorganet 9 ~ kan reduceras. Flänsen 16 består h3rf3r av 8406334-6 något lämpligt metalliskt material. Med 20 och 21 betecknas ledningar, som är anslutna till en spole 22 i virvelströmsbromsen 19 och till en styrenhet 23.

Plattan 18 uppbära medelst lager 24 av ett stativ 25, men är dessutom för- bunden med stativet på ett kraftöverförande sätt, vilket schematiskt är illustrerat medelst streckade linjer 26. På förbindningen mellan plattan 18 och stativet 25 är fäst en trådtöjningsgivare 27, vilken medelst ledningar 28 och 29 är ansluten till ett avkänningsinstrument 30. Placeringen av tråd- töjningsgivaren 27 visas på ritningen endast schematiskt. I praktiken är den sådan att trådtöjningsgivaren är inrättad att avkänna storleken av den kraft, som.överförs mellan plattan 18 och stativet 25, när virvelströms- bromsen aktiveras och bibringar flänsen 16 en reducerad rotationshastighet.

Medelst ledningar 31 och 32 är avkänningsinstrumentet 30 sammankopplat med styrenheten 23.

På ritningen visas medelst streck-prickade linjer fyra radiella nivåer A, B, C och D i rotorn. Arrangemanget enligt ritningen fungerar på följande sätt.

Genom tilloppsröret 6 tillförs satsvis eller kontinuerligt en flytande blandning av komponenter som skall separeras i rotorn. Relativt tung kompo- nent samlas vid separeringsrumets omkrets, medan relativt lätt komponent samlas närmare rotorns centrum. En fri vätskeyta av relativt lätt komponent bildas vid nivån A, och vid fortsatt tillförsel av blandning genom röret 6 avgår separerad lätt komponent genom öppningarna 5.

När separeringsrummet 4 är fyllt, medbringas utloppsorganet 9 i den till- förda vätskans rotation. Om vätsketillförseln avbryts, blir medbringningen väsentligen fullständig. Om en relativt stor vätsketillförsel upprätthålls, kommer utloppsorganet 9 att rotera med något lägre hastighet än vätskan i separeringsrummet b. I det senare fallet inställer sig en fri vätskeyta i rännan 13, vilken befinner sig något innanför nivån A men radiellt utanför rörstyckena 14. ,.,._-...a~_. , 8406334-6 Efter en tids drift av rotorn aktiveras under en kort tidsperiod kretsen 20-22 medelst styrenheten 23, så att en relativt svag bromskraft utövas på flänsen 16 av virvelströmsbromsen 19. En reaktionskraft mot den åstadkomma bromsningen uppkommer därvid i förbindningen 26 mellan plattan 18 och stati- vet 25, vilken kraft avkänns av trâdtöjningsgivaren 27 och instrumentet 30.

Det avkända värdet på reaktionskraften är ett mått på det motstånd mot rotation relativt rotorn, vilket utloppsorganet 9 utövar vid påverkan medelst virvelströmsbromsen 19, och även ett mått på hur mycket tung kom- ponent av den rotorn tillförda blandningen, som har avskilts i separerings~ rummet 4. Ju större del av utloppsorganets 9 yta som täcks av separerad tung komponent i separeringsrummet, desto större motstånd mot bromsning utövas av utloppsorganet, dvs. desto större moment utsätts flänsen 16 för vid påverkan medelst virvelströmsbromsen 19.

Det av instrumentet 30 avkända värdet överförs till styrenheten 23. I styr- enheten 23 jämförs värdet med ett förutbestämt värde. Om det avkända värdet är mindre än det förutbestämda värdet, händer ingenting mer än att kretsen 20-22 åter avaktiveras. Om däremot det avkända värdet uppgår till eller överstiger det förutbestämda värdet, aktiveras kretsen 20-22 ännu kraftigare än tidigare, så att en förutbestämd större bromskraft än tidigare utövas på flänsen 16. En önskad relation uppkommer härvid mellan rotationshastig- heterna av utloppsorganet 9 och vätskan i rotorns separeringsrum 4.

I det senare fallet har ett gränsskikt mellan separerad lätt komponent och separerad tung komponent förflyttat sig radiellt inåt till nivån B i sepa- reringsrummet 4. Genom den reducering av rotationshastigheten hos utloppe- organet 9, som åstadkommas medelst virvelströmsbromsen 19, sjunker det absoluta trycket hos den vätska som befinner sig inuti utloppskanalerna 11, och ett flöde av separerad tung komponent-uppkommer radiellt inåt genom kanalerna 11 till rännan 13. Vätskeytan i rännan 13 rör sig därvid radiellt inåt till nivån D, så att rörstyckena 14 delvis kommer att täckas av vätska.

Resultatet av detta blir att separerad tung komponent komer att strömma ut ur rotorn genom utloppspassagerna 8 i det icke-roterbara utloppsorganet 7.

Efter en förutbestämd tid avaktiveras medelst styrenheten 23 åter kretsen 20-22, så att utloppsorganets 9 rotationshastighet åter ökar. Detta medför 8406334-6 att en del av den separerade tunga komponenten, vilken befinner sig i rännan 13, strömar tillbaka radiellt utåt genom kanalerna 11, varvid vätskeytan i rännan 13 förflyttar sig till en nivå radiellt utanför rörstyckena 14.

Under den tid som utloppsorganets 9 rotation har motverkats har gränsskiktet mellan separerad lätt komponent och separerad tung komponent i separerings- rummet 4 förflyttat sig radiellt utåt till nivån C. Som framgår, befinner sig i detta skede inloppsmynningarna av utloppskanalerna ll fortfarande i den del av separeringsrummet 4, som är fylld med separerad tung komponent.

Separerad lätt komponent kan således inte längre ströma in genom kanalerna ll till rännan 13. Vid nästa tillfälle som separerad tung komponent skall avlägsnas från rotorn finns det således endast sådan komponent i kanalerna ll och rännan 13.

Förflyttningen av det nämnda gränsskiktet från nivån B till nivån C kan göras direkt beroende av den mängd vätska som lämnar rotorn. Denna mängd kan bestämmas på vilket lämpligt sätt som helst. Exempelvis kan utlopps- passagerna 8 uppvisa kalibrerade strypningar, som under en förutbestämd tidsperiod - med de förutsättningar som i övrigt råder - släpper igenom en förutbestämd vätskemängd.

I det ovanstående har beskrivits hur ett regleringsarrangemang enligt upp- finningen fungerar vid intermittent utmatning av en separerad komponent ur separeringsrummet. Med blott en något annorlunda konstruerad styrenhet kan emellertid samma arrangemang utnyttjas för kontinuerlig utmatning av en separerad komponent.

Vid kontinuerlig utmatning aktiveras i ett utgångsläge kretsen 20-22 på ett sådant sätt att en förutbestämd bromseffekt utövas på flänsen 16. Härvid uppkommer en förutbestämd relativhastighet mellan utloppsorganet 9 och vätskan i rotorn, svarande mot ett visst flöde ut genom passagerna 8 av separerad tung komponent med viss koncentration. Vid oförändrad koncentra- tion av tung komponent i genom röret 6 tillförd blandning kommer ett gräns- skikt bildat i separeringsrumet 4 mellan de separerade komponenterna att stanna kvar vid en förutbestämd nivå. 8406354-6 om därefter koncentrationen av tung komponent i den tillförda blandningen ökar, resulterar detta i en förskjutning radiellt inåt av det nämnda gräns- skiktet, vilket förorsakar att ett större moment utövas på utloppsorganet 9.

Detta avkänns av instrumentet 30. Information härom överförs till styr enheten 23, vilken ombesörjer att kretsen 20-22 aktiveras kraftigare än förut, så att bromskraften på flänsen 16 ökar. En större mängd separerad komponent per tidsenhet kommer därigenom att lämna rotorn via kanalerna ll och passagerna 8, tills ett jämviktsläge åter inställt sig- På motsvarande sätt reagerar regleringsutrustningen för en minskning av halten tung komponent i den tillförda blandningen, så att en mindre broms- kraft än normalt utövas på flänsen 16.

Vid båda de beskrivna varianterna av regleringsarrangemanget enligt upp- finningen är det den relativt tyngre separerade blandningskomponenten som avlägsnas via utloppsorganen 7 och 9. Givetvis kan sama regleringsarrange- mang användas för avlägsnande av en i rotorn separerad relativt lätt blandningskomponent.

Claims (4)

8406354-6 Patentkrav

1. Centrifugalseparator innefattande en rotor med ett separeringsrum (4), en inloppsanordning (6) för inledning av en flytande blandning i rotorn och en utloppsanordning (7) för bortledande av åtminstone en separerad bland- ningskomponent från rotorn, k ä n n e t e c k n a d a v - ett roterbart utloppsorgan (9), som är så anordnat och har en del så belägen i rotorn, att utloppsorganet medbringas i rotation av åtminstone en i rotorn befintlig blandningskomponent, - en kanal (ll) som sträcker sig genom ntloppsorganet (9) från ett ställe i rotorn, där den separerade blandningskomponenten befinner sig under rotorns drift, till ett mottagningsställe (13) för densamma, - en första anordning (19) för motverkan av utloppsorganets (9) medbring- ning av den nämnda blandningskomponenten, så att en önskad skillnad er- erhålls mellan utloppsorganets (9) och den separerade vätskans rotations- hastigheter, och - en andra anordning (27-30) för avkänning av den kraft, som behövs för att motverka utloppsorganets (9) medbringning, - varjämte den första anordningen (19) är sammankopplad med den andra anord- ningen (27-30) och inrättad att åstadkomma den önskade skillnaden mellan utloppsorganets (9) och den separerade vätskans rotationshastigheter i beroende av ett avkänt värde på den nämnda kraften.

2. Centrifugalseparator enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att den första anordningen (19) är inrättad att öka sin motverkan av den nämnda medbringningen, när den avkända kraften ökar och att minska sin motverkan av medbringningen, när den avkända kraften minskar. 8406334-6

3. Centrifugalseparator enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den första anordníngen (19) är inrättad att åstadkomma en förutbestämd skillnad mellan de nämnda rotationshastigheterna, när den avkända kraften uppnår ett förutbestämt värde.

4. Centrtfugalseparator enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d a v en styrenhet (23) inrättad att så påverka den första anordningen (19), att den förutbestämda hastighetsskillnaden vidmakthålls under en förutbestämd tid.