SE470493B - Centrifugalseparator med i en utmatningskammare anordnade långsträckta medbringande element - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 Den beskrivna kollisionen mellan den separerade vätskan och den fria vätskeytan, eller mellan vätskan och en vinge, resulterar i stänk som medför en stor risk för att luft eller gas, som befinner sig radiellt innanför den fria vätskeytan i utloppskammaren, inblandas i den separerade vätska som strömmar radiellt utåt mot utloppskanalens inlopp och vidare mot utloppet. Även den lokalt höga vätskehastighet som upp- kommer intill den fria vätskeytan i de skikt, vari vätskan strömmar radiellt utåt i vätskekroppen, medför en stor risk för en sådan inblandning av luft eller gas.

För att minska de höga vätskehastigheterna i skikten vari vätskan strömmar radiellt utåt har det, såsom visas i WO 89/03250 Al, föreslagits att de medel, som i utlopps- kammaren skall medbringa vätskan i rotorns rotation, utformas såsom minst en med rotorn fast förbunden och med denna koncentrisk skiva. Härigenom fördelas den utåtriktade vätske- strömmen i utloppskammaren på flera skikt med en sammanlagd stor tvärsnittsarea, varigenom flödeshastigheterna i skikten och därmed risken för luftinblandning blir mindre. Skivan eller skivorna enligt den föreslagna kända lösningen förmår dock inte tillräckligt minska luftinblandningen och samtidigt tillfredställande medbringa den separerade vätskan i rotorns rotation. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att åstadkomma en centrifugalseparator av det inledningsvis beskrivna slaget, i vilken risken för luftinblandning i utmatad separerad vätska är mindre än i hittills kända centrifugal- separatorer av detta slag med motsvarande förmåga att med- bringa den separerade vätskan i utloppskammaren.

Detta åstadkoms enligt den föreliggande uppfinningen genom att medlen för att under rotorns drift medbringa den i utmatningskammaren befintliga separerade vätskan innefattar 10 15 20 25 30 35 ett flertal runt rotationsaxeln fördelade och med rotorn roterande långsträckta element, vilka mellan sig bildar _strömningsutrymmen, som sträcker sig axiellt, radiellt och i rotorns omkretsriktning.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen är de lång- sträckta elementen raka och regelbundet orienterade i en väsentligen axiell riktning men de kan alternativt vara radiellt riktade.

I en annan utföringsform av uppfinningen är de lángsträckta elementen oregelbundet orienterade och anligger med fördel mot varandra.

I en speciell utföringsform av uppfinningen kan de lång- sträckta elementen vara kompletterade med minst en med rotorn fast förbunden vinge, vilken sträcker sig radiellt och axiellt i utloppskammaren, så att en effektivare medbringning av vätskan i utloppskammaren erhålls.

I det följande beskrivs uppfinningen närmare med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka Fig 1 visar schematiskt ett axiellt snitt genom en del av en centrifugalseparator enligt uppfinningen, Fig 2 visar en vy av en detalj i en centrifugalseparator enligt uppfinningen, och Fig 3 visar en sektion efter linjen III-III i figur 2.

Den i figur 1 visade delen av en centrifugalseparator innefattar en rotor, som har en underdel 1 och en överdel 2, vilka sammanhålls av en låsring 3. Inuti rotorn är en axiellt rörlig ventilslid 4 anordnad. Denna ventilslid avgränsar 10 15 20 25 30 tillsammans med överdelen 2 en separeringskammare 5 och är anordnad att öppna och stänga en utloppspassage mellan separeringskammaren 5 och utloppsöppningar 6 för intermittent utsläppande av en komponent, som har utseparerats från en rotorn tillförd blandning och ansamlats i separerings- kammarens periferi. Ventilsliden 4 avgränsar tillsammans med underdelen l en stängningskammare 7, vilken är försedd med ett inlopp och ett strypt utlopp för en stängningsvätska.

Dessa in- och utlopp är icke visade i figuren.

Inuti separeringskammaren 5 är en skivsats 8 bestående av ett antal koniska separeringsskivor anordnad mellan en fördelare 9 och överdelen 2. överdelen 2 bildar vid sin i figuren visade övre ände en utloppskammare 10, till vilken en från den rotorn tillförda blandningen under drift separerad specifikt lättare vätska kan strömma från separeringskammaren 5 via en passage ll och i utloppskammaren 10 bilda en roterande vätskekropp med en radiellt inåt vänd fri vätskeyta på en viss radiell nivå. Utloppskammaren 10 avgränsas av tvâ axiella ändväggar 12, 13 och en omkretsvägg 14, som sträcker sig mellan dessa.

Centralt genom utloppskammaren 10 är ett stationärt inlopps- rör 15 anordnat, som mynnar i det inre av fördelaren 9. Kring detta inloppsrör 15 är ett stationärt utloppsrör l6 anordnat för den specifikt lättare vätskan i den tillförda bland- ningen. Utloppsröret 16 sträcker sig in i utloppskammaren 10.

Inuti utloppskammaren 10 är ett stationärt utmatningsorgan 17 anordnat kring inloppsrörets 15. Utmatningsorganet 17 sträcker sig från den roterande vätskekroppen radiellt inåt till inloppsröret 15 och bildar inuti sig minst en utlopps- kanal 18, vars ena ände har ett perifert inlopp 19 och vars andra ände mynnar i det inre av utloppsröret 16. (o. 10 15 20 25 30 35 I utloppskammaren 18 är medel 20 anordnade fast förbundna med ändväggarna 12 och 13. Dessa medel 20 är inrättade att under drift medbringa den i utloppskammaren 10 befintliga vätskan i rotorns rotation och medge strömning av densamma radiellt utåt mot utloppskanalens 18 inlopp 19.

Figur 2 och 3 visar mer i detalj utformningen av nämnda medel 20. Enligt denna utföringsform av uppfinningen innefattar medlet 20 en ringformig cirkulär skiva 21 som är fast för- bunden med en ändvägg 12 eller 13 koncentriskt med rotations- axeln. På den axiella sidan av skivan som är vänd mot det stationära utmatningsorganet 17 är ett flertal långsträckta element 22 fördelade runt rotationsaxeln och bildar mellan sig strömningsutrymmen, som sträcker sig axiellt radiellt och i rotorns omkretsriktning. I det visade utföringsexemplet är de långsträckta elementen 22 fast förbundna med varandra via skivan 21 och riktade axiellt. Strömningsutrymmena mellan de långsträckta elementen 22 är öppna i riktning mot det stationära utmatningsorganet 17.

För att öka den medbringande förmågan hos medlet innefattar det som exempel visade medlet 20 även tre med skivan 21 fast förbundna vingar 23, vilka sträcker sig radiellt och axiellt i utloppskammaren 10.

En centrifugalseparator som är utformad enligt uppfinningen fungerar på följande sätt: Vid start av centrifugalseparatorn bringas rotorn att rotera och separeringskammaren 5 tillsluts genom att en stängnings- vätska tillföres stängningskammaren 7 genom ett inlopp (icke visat). Sedan separeringskammaren 5 stängts kan den vätske- blandning som skall centrifugeras tillföras separerings- kammaren 5 genom inloppsröret 15 och fördelaren 9. Så småningom fylls separeringskammaren 5, rotorn erhåller 10 15 20 25 30 35 driftsvarvtal och förhållandena stabiliseras inuti separeringskammaren. De i vätskeblandningen ingående komponenterna separeras under inverkan av på desamma verkande centrifugalkrafterna.

Separeringen sker härvid huvudsakligen i utrymmena mellan de i skivsatsen 8 ingående koniska skivorna. Under separeringen slungas den specifikt tyngre komponenten radiellt utåt och ansamlas i separeringsrummets radiellt yttersta del, medan en specifikt lättare vätska strömmar radiellt inåt i dessa utrymmen.

Den specifikt tyngre komponenten avlägsnas intermittent under drift genom att ventilsliden 4 bringas att under tidsperioder frilägga de perifera utloppsöppningarna 6.

Den specifikt lättare vätskan strömmar ut ur separerings- kammaren 5 genom passagen 11 till utloppskammaren 10, i vilken den bildar en roterande vätskekropp med en radiellt inåt vänd fri vätskeyta. Den i utloppskammaren 10 befintliga vätskan matas ut genom utloppskanalen 18 i det stationära utmatningsorganet 17 via dess inlopp 19. Medbringandet av den i utloppskammaren 10 befintliga vätskekomponenten sker skon- samt av det med rotorn roterande medlet 20 och av övriga innerytor hos utloppskammarens väggar. Den vätska som befinner sig närmast utmatningsorganet 17 bromsas av kontakten med utmatningsorganets 17 ytterytor. Olika delar av den i utloppskammaren 10 befintliga vätskevolymen erhåller därigenom olika rotationshastigheter. Kontakten mellan vätskan och utmatningsorganets 17 ytterytor medför att ett cirkulerande flöde alstras i utloppskammaren 10, varvid vätskan strömmar radiellt inåt utefter utmatningsorganets 17 ytterytor och radiellt utåt i skikt som sträcker sig längs med och förbinder de långsträckta elementen 22 och utefter innerytorna hos utmatningskammarens 10 väggar. I det fall 10 15 nämnda medel även innefattar en vinge 23 strömmar vätskan radiellt utåt även i skikt utmed denna.

Denna strömning radiellt utåt fördelas härvid över relativt stora skikt. De lokalt maximala strömningshastigheterna kan härigenom hållas låga, vilket är speciellt viktigt invid den fria vätskeytan på grund av att risken för luftinblandning är särskilt stor där.

Om passagen ll är anordnad på huvudsakligen samma radie som den radie vid utloppskanalens 18 inlopp 19 är belägen, är den radiella utåtriktade strömningen att hänföra till den interna cirkulationen i utloppskammaren 10.

Ibland är det emellertid nödvändigt att placera passagen ll radiellt innanför nämnda inlopp 19 för att kunna hålla de olika vätskeniváerna inuti separeringskammaren 5 på önskade radier. Härvid tillkommer den radiellt utåtriktade strömning som denna placering av passagen 11 ger upphov till.

Claims (9)

10 15 20 25 30

1. l. Patentkrav Centrifugalseparator innefattande en rotor vilken bildar en inloppskammare för en vätske- formig blandning av komponenter, en med inloppskammaren förbunden separeringskammare (5), och en utloppskammare (10), vilken via en passage (11) kommunicerar med separe- ringskammaren för mottagande av en i separeringskammaren ~| (5) under drift separerad vätska och vilken är så utformad att däri under drift befintlig vätska bildar en roterande vätskekropp med en radiellt inåt vänd fri vätskeyta, ett stationärt utmatningsorgan (17), vilket sträcker sig från den nämnda vätskekroppen radiellt inåt till ett centralt utlopp och i vilket är formad minst en utlopps- kanal (18) vars ena ände har ett inlopp (19) beläget i den nämnda vätskekroppen och vars andra ände mynnar i ett till utmatningsorganet anslutet utlopp, och med rotorn förbundna medel (20), som är inrättade att under rotorns drift medbringa den i utloppskammaren (10) befintliga separerade vätskan i rotorns rotation och att samtidigt medge strömning av sådan vätska i utlopps- kammaren (10) radiellt utåt mot utloppskanalens (18) inlopp (19), k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda medel (20) innefattar ett flertal runt rotations- axeln fördelade och med rotorn roterande làngsträckta element f (22) vilka mellan sig bildar strömningsutrymmen, som sträcker sig axiellt, radiellt och i rotorns omkretsriktning. O* 10 15 20 25 30

2. Centrifugalseparator enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d a v att de långsträckta elementen (22) är fast förbundna med varandra.

3. Centrifugalseparator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att de långsträckta elementen (22) är raka och väsentligen regelbundet orienterade.

4. Centrifugalseparator enligt krav 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone en del av de lång- sträckta elementen (22) är väsentligen axiellt riktade.

5. Centrifugalseparator enligt krav 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att åtminstone en del av de lång- sträckta elementen (22) är väsentligen radiellt riktade.

6. Centrifugalseparator enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att de långsträckta elementen (22) är väsentligen oregelbundet orienterade.

7. Centrifugalseparator enligt krav 6, k ä n n e t e c k - n a d a v att de långsträckta elementen (22) anligger mot varandra.

8. Centrifugalseparator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda medel även innefattar minst en med rotorn fast förbunden vinge (23), vilken sträcker sig radiellt och axiellt i utloppskammaren (10).

9. Centrifugalseparator enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda strömningsutrymmen är öppna i riktning mot det stationära utmatningsorganet (17).