SE514219C2 - Centrifugalseparator med förbiledningshål i fördelaren samt förfarande för separering medelst en sådan centrifugalseparator - Google Patents

Description

514 .219 2 men även på de koniska separeringsplàtar som finns i separerings- kammaren, så att partiklarna ej töms fullständigt från separeringskammaren när anordningen för intermittent tömning aktiveras. Detta är en olägenhet som kan leda till obalanser hos centrifugrotorn men även till försämrad funktion av separerings- plåtarna, så att centrifugalseparatorns separeringseffektivitet försämras. För att undanröja denna olägenhet tillämpas så kallad total tömning av separeringskammaren innebärande att anordningen för intermittent tömning håller tömningspassagen öppen till- räckligt länge för att åstadkomma tömning av separeringskammaren och inloppskammaren på åtminstone väsentligen hela deras innehåll av vàtskeblandningen. Denna totala tömning medför att före- kommande slampartiklar effektivare sköljs ut ur separerings- kammaren och inloppskammaren under varje tömningstillfälle.

Förfarandet med intermittent total tömning av separeringskammaren innefattar vissa förberedande steg för att förhindra att värde- full olja töms från separeringskammaren tillsammans med vattnet och slammet. Således stoppas under ett inledande stoppsteg tillförseln av den förorenade oljan till centrifugalseparatorn.

Under ett efterföljande undanträngningssteg tillförs vatten till separeringskammaren för undanträngning av utseparerad olja radiellt inåt i separeringskammaren, så att anordningen för utmatning av den lätta vätskefasen (vanligen innefattande en i rotorn bildad skalkammare, i vilken den lätta vätskefasen bildar en med rotorn roterande vätskekropp, och en i skalkammaren anordnad stationär skalskiva) matar ut oljan från separerings- kammaren. Vid optimal undanträngning undanträngs all olja ut ur separeringskammaren utan att undanträngningsvätskan, vattnet, strömmar in i anordningen för utmatning av oljan. Efter dessa förberedande steg aktiveras anordningen för intermittent tömning så att väsentligen total tömning av inloppskammaren och separeringskammaren sker.

Ett problem med det ovan beskrivna intermittenta totala tömnings- förfarandet àr dock att efter nämnda första förberedande steg, när tillförseln av förorenad olja till centrifugalseparatorn stoppats, fångas en mindre mängd oseparerad olja i inlopps- 514m 219 3 kammaren radiellt innanför fördelarens fördelningspassager och töms sedan oundvikligen från centrifugalseparatorn tillsammans med slam och vatten vid varje intermittent tömning. Eftersom centrifugalseparatorn vanligen töms intermittent med någon timmes intervall och ofta är i drift under lång total driftstid per år kan den sammanlagda förlusten per år av värdefull olja i det tömda slammet bli betydande. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åtminstone väsent- ligt reducera förlust av lätt vâtskefas, i synnerhet i form av värdefull olja, i samband med intermittent total tömning av en centrifugalseparator.

Detta ändamål uppnås medelst en centrifugalseparator av det inledningsvis beskrivna slaget, som kännetecknas av att inloppskammaren även kommunicerar med separeringskammaren via minst ett minimalt förbiledningshäl i fördelaren för förbiledning av ett flöde av vätskeblandningen från inloppskammaren till separeringskammaren, vilket förbiledningshäl är beläget radiellt innanför nämnda fördelningspassage. Härigenom erhålls den fördelen vid separering av förorenad olja att under ovannämnda undanträngningsteg kommer det tillförda vattnet att dessutom undantränga åtminstone merparten av den mängd av oseparerad olja som är fångad i inloppskammaren till separeringskammarens radiellt inre del via förbiledningshålet.

Under normal drift uppstår naturligtvis ett “kortslutningsflöde” av förorenad olja från inloppskammaren genom förbiledningshålet till separeringskammarens radiellt inre del. Emellertid medför detta kortslutningsflöde endast en marginell försämring av centrifugalseparatorns separeringseffektivitet, vilket i många applikationer år nöjaktigt, eftersom kortslutningsflödet endast utgör en liten fraktion av huvudflödet genom fördelnings- passagerna i fördelaren. Med uttrycket “minimalt förbi- ledningshäl” avses således att förbiledningshålet ej är större än nödvändigt för att den del av den fångade förorenade oljan i inloppskammaren som ska undanträngas genom förbiledningshålet hinner strömma genom detta under nämnda undanträngningssteg. 51,4 -219 4 Anordningen för utmatning av den lätta vâtskefasen är inrättad att hälla en fri vätskeyta hos denna vid en radiell nivå i separeringskammaren, under drift av centrifugalseparatorn.

Företrädesvis är förbiledningshàlet beläget radiellt utanför nämnda radiella nivå, så att det flöde som under normal drift strömmar via förbiledningshàlet in i separeringskammaren undergàr en viss separering i denna. Som följd härav reduceras den negativa inverkan pä centrifugalseparatorns separerings- effektivitet som orsakas av flödet genom förbiledningshàlet.

I en centrifugalseparator enligt uppfinningen är normalt åtminstone fördelarens yttre del konisk och en sats av stympat koniska separeringsplàtar är normalt anordnad i separerings- kammaren, varvid en närmast fördelaren belägen separeringsplàt har en radiellt inre kant. Med fördel är förbiledningshàlet beläget radiellt utanför nämnda inre kant, sä att flödet genom förbiledningshàlet strömmar in i separeringskanalen som avgränsas av fördelaren och den närmast denna belägna separeringsplåten. I nämnda separeringskanal separeras vätskeblandningen relativt effektivt, vilket medför att flödet genom förbiledningshàlet endast fär en sådan marginell negativ inverkan pà centrifugal- separatorns separeringseffektivitet att denna inverkan kan bortses ifrån i de allra flesta förekommande applikationer, i synnerhet vid separering av förorenad olja.

Centrifugalseparatorn enligt uppfinningen förklaras närmare i det följande med hänvisning till den bifogade ritningen som visar ett axiellt snitt genom en centrifugalseparator enligt uppfinningen.

Ritningen visar en centrifugalseparator enligt uppfinningen som innefattar en centrifugrotor 2, som är roterbar omkring en rotationsaxel 7, och en fördelare 3 med en central konisk del 4 och en yttre konisk del 5, vilken är förbunden med och sträcker sig radiellt utåt ifrån den centrala delen 4. Fördelarens 3 delar 4 och 5 omsluter rotationsaxeln 7 och avdelar centrifugrotorns 2 inre i en inloppskammare 6 och en separeringskammare 8. Det finns en inloppsledning 10 för tillförsel av en vätskeblandning som ska separeras centralt in i inloppskammaren 6. Inloppskammaren 6 5,14. 5 avdelas av radiella distansvingar, ej visade, i ett antal radiella inloppspassager och kommunicerar med separeringskammaren 8 via fördelningspassager 12, som sträcker sig genom fördelaren 3 frän respektive inloppspassager, för passering av ett huvudflöde av vätskeblandningen från inloppskammaren 6 till separerings- kammaren 8. En anordning för utmatning av en separerad relativt lätt vätskefas innefattar en ringformig lättfasskalkammare 14, som bildas av ett U-formigt väggparti 16 förbundet med centrifugrotorn 2, och en stationär skalskiva 18, som sträcker sig radiellt in i làttfasskalkammaren 14. Det pä ritningen visade utföringsexemplet har även en anordning för utmatning av en separerad relativt tung vätskefas innefattande en ringformig tungfasskalkammare 20, som bildas av ett U-formigt väggparti 22 förbundet med centrifugrotorn 2, och en stationär skalskiva 24, som sträcker sig radiellt in i tungfasskalkammaren 20. En anordning för intermittent tömning av separeringskammaren 8 och inloppskammaren 6 pä väsentligen hela deras vätskeinnehàll innefattar en axiellt rörlig ventilslid 26 inrättad att intermittent öppna en tömningspassage mot ett antal slamutlopp 28 i centrifugrotorns 2 radiellt yttersta parti.

En sats av stympat koniska separeringsplàtar 30 är anordnad i centrifugrotorn 2 i separeringskammaren 8 stödjande mot den radiellt yttre koniska delen 5 hos fördelaren 3. Separerings- plàtarna 30 är försedda med uppledningspassager, här i form av uppledningshäl 32, som bildar axiella rader av uppledningshäl 32 belägna radiellt mitt för respektive fördelningspassager 12 i fördelaren 3. Fördelaren 3 är även försedd med ett minimalt förbiledningshàl 34 för passering av ett minimalt flöde av vätskeblandningen frän inloppskammaren 6 till separeringskammaren 8. Förbiledningshälet 34 är beläget radiellt innanför nämnda fördelningspassager 12 och radiellt utanför den radiellt inre kanten hos den närmast fördelaren 3 belägna separeringsplàten 30A. Eftersom inloppskammaren 6 är avdelad i radiella inloppspassager av nämnda radiella distansvingar mäste en cirkulär ursparing utformas pä fördelarens 3 undersida eller, vilket föredras, pà distansvingarnas undersida radiellt i nivå med förbiledningshälet 34 för att vätskekommunikation mellan 51.4u2.19 6 samtliga inloppspassager och förbiledningshàlet 34 ska åstad- kommasr Alternativt kan fördelaren 3 förses med flera mindre förbiledningshàl 34 som kommunicerar med respektive inlopps- passager. Risken för igensättning av förbiledningshålen 34 minskar dock ju färre förbiledningshàlen 34 är, eftersom vart och ett av dessa då kan utformas med större genomströmningsarea.

En viktig användning av centrifugalseparatorn enligt uppfinningen är rening av förorenad olja, som innehåller icke önskvärda komponenter i form av slam och vatten. Funktionen av den ovan beskrivna centrifugalseparatorn enligt uppfinningen beskrivs därför i det följande i samband med separering av sådan förorenad olja.

Under drift pumpas den förorenade oljan genom inloppsledningen 10 till inloppskammaren 6, i vilken en förseparering av den förorenade oljan sker, så att relativt tunga slampartiklar separerar radiellt utåt. Merparten av den förorenade oljan distribueras via fördelarens 3 fördelningspassager 12 och separeringsplàtarnas 30 uppledningshàl 32 till separeringskanaler 36 som avgränsas av angränsande separeringsplåtar 30. I separeringskanalerna 36 utsepareras föroreningarna i form av en tung vätskefas bestående av vatten och slam, vilka föroreningar strömmar radiellt utåt medan den renade oljan i den lätta vâtskefasen strömmar radiellt inåt och töms från centrifugal- separatorn via làttfasskalkammaren 14. Den tunga vätskefasen av vatten töms från centrifugalseparatorn via tungfasutloppet 20.

Slammet ackumuleras i separeringskammarens 8 radiellt yttersta parti. Lättfasskalkammarens 14 U-formiga väggparti 16 fungerar som ett bräddavlopp och håller härigenom en fri vätskeyta hos den renade oljan i separeringskammaren 8 vid en given radiell nivå 38. Ett flöde av förorenad olja strömmar genom förbiledningshälet 34 in i separeringskanalen 36A närmast fördelaren 3 och undergàr i denna separeringskanal 36A en viss begränsad separering.

Regelbundet, t ex en gång i timmen, töms ackumulerat slam genom att ventilsliden 26 kortvarigt öppnar tömningspassagen mellan separeringskammaren 8 och slamutloppen 28, så att slammet slungas .- .r ¿, <~ 1, . _ _ - . nn - “' _ :x > 4 ' .. . l 14 r 'i n l . §*'É (f f ',.^.-f' = - - f --_f 7 ut ur separeringskamaren 8 via slamutloppen 28. För att säker- ställa-att separeringskammaren 8 effektivt renas under slam- tömningstillfället, så att eventuella slampartiklar som fastnat på t ex separeringsplàtarna 30 sköljs bort, hålls dock tömningspassagen öppen tillräckligt länge för att medge tömning av separeringskammaren 8 på väsentligen hela dess innehåll av vätska. Samtidigt töms även inloppskammaren 6 på sitt vätske- innehåll.

Inför ett slamtömningstillfàlle stoppas tillförseln av förorenad olja genom stängning av en ventil 40. Därefter öppnas en ventil 41 för tillförsel av förträngningsvätska, lämpligen i form av vatten, genom inloppsledningen 10 till separeringskammaren 8, så att oljan i denna förträngs radiellt inåt och kan tömmas via lättfasskalkammaren 14. Förträngningsvätskan förtränger även den mängd av förorenad olja som finns i inloppskammaren 6 radiellt innanför fördelarens 3 fördelningspassager 12, så att denna förorenade oljemängd passerar genom förbiledningshàlet 34 till separeringskammaren 8. När väsentligen all olja i centrifugal- separatorn har tömts från denna via lättfasskalkammaren 14 avslutas undanträngningen genom att ventilen 41 stängs, varefter ventilsliden 26 bringas att öppna tömningspassagen för att väsentligen totalt tömma separeringskammaren 8 och inlopps- kammaren 6 pà slam och förträngningsvätska.

Claims (5)

514 219 Patentkrav

1. Centrifugalseparator med en kring en rotationsaxel (7) roterbar centrifugrotor (2), innefattande en fördelare (3), som har en central del (4) och en yttre del (5), vilka delar omsluter rotationsaxeln, varvid den yttre delen är förbunden med och sträcker sig radiellt utåt frán den centrala delen, vilken fördelare avdelar centrifugrotorns inre i en inloppskammare (6) och en separeringskammare (8), en inloppsledning (10) för tillförsel av en vätskeblandning, som ska separeras, centralt in i inloppskammaren, varvid inloppskammaren kommunicerar med separeringskammaren via minst en fördelningspassage (12) i fördelaren för passering av ett huvudflöde av vâtskeblandningen under drift fràn inloppskammaren till separeringskammaren, en anordning (l6,l8) för utmatning av en separerad relativt lätt vätskefas, och en anordning (26,28) för intermittent tömning av separeringskammaren och inloppskammaren pà väsentligen hela deras vätskeinnehàll, kännetecknad av att inloppskammaren (6) även kommunicerar med separeringskammaren (8) via minst ett minimalt förbiledningshàl (34) i fördelaren (3) för förbiledning av ett flöde av vätskeblandningen fràn inloppskammaren till separerings- kammaren, vilket förbiledningshàl är beläget radiellt innanför nämnda fördelningspassage (12).

2. Centrifugalseparator enligt krav 1, i vilken anordningen (l6,l8) för utmatning av den lätta vätskefasen är inrättad att hålla en fri vätskeyta hos denna vid en radiell nivà (38) i separeringskammaren (8) under drift av centrifugalseparatorn, kännetecknad av att förbiledningshàlet (34) är beläget radiellt utanför nämnda radiella nivå (38). 514 219 9

3. Centrifugalseparator enligt krav 2, i vilken åtminstone fördelarens (3) yttre del (5) är konisk och en sats av stympat koniska separeringsplátar (30) är anordnad i separeringskammaren (8) stödjande mot fördelarens yttre del, varvid en närmast fördelaren (3) belägen separeringsplàt (30A) har en radiellt inre kant, kånnetecknad av att förbiledningshàlet (34) är beläget radiellt utanför nämnda inre kant.

4. Förfarande för separering av en vätskeblandning medelst en centrifugalseparator med en roterande centrifugrotor (2), vilken innefattar en fördelare (3), som avdelar centrifugrotorns inre i en inloppskammare (6) och en separeringskammare (8), vilket förfarande innefattar ett separeringssteg under vilket vätskeblandningen matas centralt in i inloppskammaren, från vilken ett huvudflöde av vätskeblandningen leds genom minst en fördelningspassage (12) i fördelaren, så att nämnda huvudflöde inträder i separeringskammaren vid en bestämd radiell nivå i denna, och en separerad relativt lätt vätskefas matas ut fràn separeringskammaren, och ett undanträngningssteg under vilket matningen av vätskeblandningen in i separeringskammaren stoppas och en vätska tillförs separeringskammaren för undanträngning av den lätta vätskefasen radiellt inåt i separeringskammaren, varefter väsentligen hela vätskeinnehàllet i separeringskammaren och inloppskammaren töms från centrifugalseparatorn, kännetecknat av att under nämnda separeringssteg ett flöde av vätskeblandningen även leds från inloppskammaren genom minst ett minimalt förbiledningshål (34) i fördelaren (3), så att sistnämnda flöde av vätskeblandningen inträder i separeringskammaren (8) vid en radiell nivå i denna som är belägen radiellt innanför nämnda bestämda nivå vid vilken huvudflödet av vätskeblandningen inträder i separeringskammaren, och att under nämnda undanträngningssteg vätska även tillförs inloppskammaren för undanträngning av delvis utseparerad lätt f 514 219 10 vätskefas däri radiellt inåt så att den delvis utseparerade lätta vätskefasen passerar genom förbiledningshålet in i separeringskammaren.

5. Förfarande enligt krav 4, kännetecknat av att under nämnda separeringssteg upprätthålls en fri vätskeyta hos den lätta vätskefasen vid en radiell nivå i separeringskammaren (8), och att vätskeblandningen leds från inloppskammaren (6) genom det minimala förbiledningshålet (34) så att den inträder i separeringskammaren (8) radiellt utanför den fria vätskeytans radiella nivå.