CZ131496A3 - Separation method of liquids and centrifugal separator for making the same - Google Patents

Description

Odstředivý separátor a metoda, kterou používá

Oblast techniky

Vynález se týká separačního zařízení a metod, zejména těch syatémů, které oddělují dvě nebo více složek tekuté směsi prostřednictvím odstřeďování.

Dosavadní stav.techniky

Odstředivé systémy pro separaci využívají odstředivé síly vznikající při rotaci k oddělení složek tekutin různých hustot. V mnohých základních oblastech jsou tyto systémy užívány jako náhrada a zdokonalení gravitačních separačních technik a zařízení, protože- gravitační síla a odstředivá síla působící na tekutinu v průběhu rotace jsou shodné v tom, že rostou společně se vzrůstem hmotnosti tekutiny. Tekutiny s menší hustotou budou touto silou méně ovlivněny, a proto budou méně přitahovány ke zdroji síly, jímž je v případě gravitační síly Země a v případě odstředivé síly vnějšek rotujícího kontejneru, než jsou přitahovány tekutiny s větší hustotou. Tyto tekutiny se tak oddělí a mohou být nasměrovány ke sběrným otvorům užitím přepadů nebo jiných vhodných separačních metod. Odstředivá separace je mnohdy více žádoucí než gravitační, protože síla působící na ™=~tekutinu„rnůže_mbýt řízena pomoci rychlosti rotace a může být mnohonásobně větší než gravitační.

Běžným příkladem separace tekutin je separace oleje od vody. Existuje mnoho situací, kdy je vyžadována separace těchto dvou složek, např. v případě olejových skvrn na moři nebo jezeře, promíchávání obou tekutin v podpalubí lodí, rozlitého benzínu apod. Proces separace tekutin je často důležitý pro udržení kvality života v určité geografické oblasti. Obě tyto tekutiny jsou vhodné k separaci odstředěním, protože voda má větší hustotu než olej, takže se při působení odstředivé síly potopí vzhledem ke druhé tekutině. Pochopení tohoto, jevu vychází z faktu, že v gravitačním poli plove na vodě. Mezi další aplikace separace tekutin patři čištění vína, manipulace s odpadními vodami, oddělování krevní plazmy apod. Odstřeďování se také užívá k oddělení pevných částic od kapalných při sedimentaci .

Často je žádoucí Oddělit od sebe částice rozptýlené v roztoku nebo emulzi. Standardní odstředivé separační zařízení samo o sobě nedokáže provést takovouto separaci,, protože rozpuštěné částice se pohybují společně s roztokem. Aby došlo k extrakci částic, musí být proto do proudu tekutiny vypuštěno rozpouštědlo. V tomto procesu je třeba, aby roztok byl řádně promíchán s tekutinou a odloučily se tak všechny částice rozpuštěné látky. Roztok a tekutina jsou pak separovány odstředěním. Příkladem tohoto typu separace je extrakce rozpouštědla a separace transuranových částic z proudů radioaktivního odpadu v jaderných elektrárnách.

Obdobně bylo zjištěno, že je výhodné přidávat do emulzí aditiva rozrušující emulze, které způsobují při odstřeďování jejich separaci·. Tyto rozrušovače emulze rozbíjejí vazby stabilizující emulzi. Obě složky tvořící emulzi mohou pak být odstředěním separovány.

Zatímco mnohé odstředivé separátory byly zkonstruovány tak, aby ovlivňovaly separaci tekutin na základě různých hustot tekutin, mají takové odstředivky řadu nevýhod. Jedním z běžných nedostatků v současném stavu odstředivých separátorů je jejich omezená kapacita průtoku. Mnohé konstrukce - maj í při ---dosažení - rychlostí -- otáčení-potřebných pro účinnou separaci značné požadavky na přívod energie nutné k překonání účinků vnitřního smykového napětí tekutiny.

Další nevýhodou běžnou v současných odstředivých separátorech je neschopnost separovat tekutiny s různými diferenciály hustoty. Mnohé soudobé odtředivé separátory jsou sestrojeny pro jedinou aplikaci, např. separaci smetany

- 3 = od mléka, a pracují efektivně jedině při separaci tekutin s předem stanovenými hustotami, k efektivní separaci tekutin hustoty využívají složitých k monitorování a řízení

Konstrukce určené s velkým rozsahem diferenciálů vnějších řídicích mechanismů tlaku a rychlosti průtoku v separátoru. Kromě omezené účinnosti jsou taková zařízení obecné složitá na výstavbu i obsluhu, a proto jsou pro aplikacích po ekonomické mnoha stránce oddělit dvě tekutiny takových situací je složky. Je-li např. olej využití v neefektivní.

V některých situacích je třeba s obdobnými hustotami. Jednou z oddělování emulzí od neemulzní smíchán s vodou, jak je patrné na ropné skvrně na mořské hladině, smíchá se často působením vln ropa s vodou a_P,vy tvoří se stabilní emulze. Protože mnoho ropných směsí má hustoty podobné jako voda a emulze je tvořena zejména vodou, nemůže být emulze oddělena od vody na základě hustoty. Typické pro řešení tohoto problému v období předcházejícím vynálezu je aplikace chemických činidel neboli narušovačů emulze sloužících k rozrušení emulze. Tento postup přináší obecně neuspokojivé výsledky, protože doba potřebná pro narušení emulze vyžaduje nízké průtokové rychlosti separátorem.

Z dříve uvedeného vyplývá. Že by za inovaci v oboru byl považován odstředivý separátor pro efektivní separaci tekutin různých hustot, schopný pracovat s podstatně větší rychlostí než dosavadní odstředivé separátory.

Za další přínos v této oblasti bude pokládán odstředivý sepařátor ‘ efektivně separující”tekutiny - o velkém rozsahu diferenciálů hustot a nevyžadující vnější řízení nebo přizpůsobováni separátoru.

Za další přínos v této oblasti bude považován odstředivý separátor schopný separovat tekutiny obdobných hustot, jako jsou emulze,· užitím odstředivých sil.

Takové zařízení opolečně π příslušnou metodou je popsáno a uvedeno v patentových nArocích v tomto dokumentu.

Eadstata vynálezu

V souladu s jedním z provedení vynálezu obsahuje zařízení pro odstředivou separaci směsi na části, kde němísitělně součásti směsi mají pro první a druhou kapalinu různé hustoty, podlouhlý vstupní hřídel s otevřeným koncem pro příjem směsi tekutin. Dále je vybaveno otevřeným výtokovým koncem, jímž je do zařízení dodávána kapalina. Rotor je umístěn na stejné ose jako vstupní hřídel, který obklopuje, a je přizpůsoben rotačnímu pohybu kolem něho. Kolem rotoru je obal pro příjem a shromažďování kapalin separovaných z rotoru.

Rotor může obsahovat směšovací komoru obklopující vstupní hřídel, v jejichž stěnách je vstupní hřídel umístěn, a centrální stěnu ve tvaru komolého kužele obklopující vstupní hřídel. Rotor také obsahuje prstencovítou separační komoru pro příjem směsi ze směšovací komory. Vnitřní stěnou směšovací komory je centrální kuželovitá stěna. Vnější'stěna separační komory je skloněna proti centrální stěně.

První kruhovitý přepad je umístěn na větším konci separační komory. Mezi prvním přepadem a centrální stěnou je vytvořen kanál pro lehčí kapalinu, zatímco kanál pro těžší kapalinu je sestrojen mezi prvním přepadem a vnější stěnou. 2 prvního přepadu do sběrné komory v obalu vede výtokový průchod pro 'lehčí^- kapalinu. Druhý přepad je umístěn za prvním přepadem a je určen pro výtok těžší kapaliny do druhé sběrné komory v obalu.

Zařízení funguje tak, že první a druhá nemísitelná t ekut i na v tekuté _ směai__ jsou—po-odvedení—směs i=-vstupním hřídelem přibližně do centra rotoru rozděleny na jednotlivé složky. Rotor se roztočí a vyvolá tak přesun směsi směrem dolů po šikmé centrální stěně a její přelití přes okraj do separační komory. Odstředivá síla působící při rotaci na směs tekutin rozdělí v separační komoře směs na komponenty. První tekutina vyteče ze separační komory prvním kruhovitým kanálem mezi centrální stěnou a prvním přepadem a j© kanálem vedena do první sběrné komory. Druhá kapalina vytéká ze separační komory druhým kanálem mezi vnější stěnou a prvním přepadem a je kanálem odváděna přes druhý přepad do druhé sběrné komory.

V jiné variantě provedení vynálezu je předvedeno zařízení pro odstředivou separaci kapalné směsi na komponenty pomocí extrakce rozpouštědlem. Směs obsahuje první a druhou nemísitelnou kapalinu a kontaminující látky rozpuštěné nebo vyskytující se kapalině. Zařízení obsahuje oddělující nemísitelné kapaliny, výtok první kapaliny do obalu promíchávání druhé kapaliny v emulzní formě v druhé první separační komoru první výtokový kanál pro a směšovací komoru pro s rozpouštědlem, druhou separační komoru pro separaci druhé kapaliny od rozpouštědla pro samostatné odvádění a druhý a třetí separační kanál rozpouštědla a druhé kapaliny do obalu.

V provozu spočívá metoda pro separaci směsi první a druhé kapaliny na komponenty ve vstříknutí směsi do otáčejícího se rotoru, vzájemném oddělení první a druhé kapaliny v první separační komoře, odvedení první kapaliny z rotoru, vstříknutí rozpouštědla do rotoru, smíchání druhé kapaliny s rozpouštědlem, oddělení druhé kapaliny od rozpouštědla v druhé separační komoře, odvedení rozpouštědla z rotoru a odvedení druhé kapaliny z rotoru.

Preferované provedení vynálezu obsahuje separátor pro oddělování první tekutiny od druhé tekutiny o vyšší hustotě, na principu rotace kolem rotační osy. Separátor obsahuje přívodní kanálek se vstupním koncem a výstupním koncem.

aby při j ímala

Směšovací komora jé umístěna tak, kapalinu z výstupního konce přívodního kanálku. Směšovací komora je vyplněna prvky pro narušení průtoku sestavenými tak, aby vyvolávaly turbulenci tekutiny ve směšovací komoře. Povrch prvků pro narušení průtoku mdše být z materiálu o afinitou pro jednu z tekutin, např. z lipoíilního materiálu.

Separační komora je umístěna tak, aby mohla rotovat kolem osy otáčení. Separační komora obsahuje přívodní pr*ftchocí _a vť/í nkoyú h*oci

r)V»O průchod pro druhou tekutinu. Přívodní průchod v separaSní dráhy tekutiny s výtokovým aby mohla přijímat směs komoře je umístěn ve spojení zakončením přívodního kanálku, tekutin, a je příslušně vzdálen od výtokových průchodů pro první a druhou tekutinu. Vpreferovaném provedení obsahuje plynu do ssparační plyn připojenou pro množství komoře v kruhových jednotné dráhy tekutiny komoře. První separátor také prostředky pro vstup komory, např. přívodní trubici pro vstřikování plynu do přívodního kanálku Separační komora obsahuje větší desek rozmístěných v separační vzdálenosti. Část desek je vyrobena z materiálu s afinitou pro některou tekutin.

První přepad je umístěn ve spojení s prvním výtokovým průchodem v separační přepad obsahuje přepadovou hranu, rozloženou kruhovitě kolem osy otáčení, přes kterou může procházet první tekutina. Dává se přednost tomu, aby efektivní poloměr vnitřního povrchu separační komory nebyl podstatně menší než poloměr přepadové hrany prvního přepadu. Pro příjem první tekutiny při přechodu přes hranu prvního přepadu je vytvořen výstupní průchod pro první tekutinu.

Výtokový průchod pro druhou tekutinu obsahuje vstupní zakončení spojující tekutinu se separační komorou. Vstupní zakončení výtokového průchodu pro druhou tekutinu je umístěno v radiálně vnějším směru od přepadové hrany prvního přepadu. Druhý výtokový průchod zasahuje obecně ve směru k ose rotace a obsahuje výstupní konec alespoň částečně vymezený druhým přepadem.

__________________Druhý____přepad„ _ obsahu j e_.._.přepadovou- -hranu ,._„..rozloženou kruhovitě kolem osy rotace, přes niž může procházet druhá tekutina při výstupu z výtokového průchodu pro druhou tekutinu. Tlaková komora pro tekutinu je umístěna v radiálně vnějším směru od přepadové hrany druhého přepadu a přijímá druhou tekutinu v okamžiku, kdy vystupuje přes druhý přepad z výtokového průchodu pro druhou tekutinu.

Zařízení také obsahuje výstupní přepad, částečně vymezující tlakovou komoru obsahuje přepadovou hranu, rotace, přee kterou může výstupu pro tekutinu. Výstupní přepad rozloženou kruhovité kolem osy procházet druhá tekutina při z tlaková komory pro tekutinu. Zde existuje také výstupní průchod pro druhou tekutinu určený pro příjem druhé tekutiny při přechodu pres přepadovou hranu výstupního přepadu.

Výstupní průchod pro první tekutinu a výstupní průchod pro druhou tekutinu jsou vzájemně spojeny drahou tekutiny tak, aby tlak vzduchu ve výstupním průchodu pro první tekutinu zůstával přibližně stejný jako tlak vzduchu ve výstupním průchodu pro druhou tekutinu, tekutina se udržuje odděleně od druhé, je výstupní průchod pro přičemž první V preferovaném první tekutinu sestaven provedeni tak, aby směrovala radiálně směrem dovnitř druhého přepadu a výstupního průchodu pro druhou tekutinu, aniž by , se dráhou křížil tekutinu výstupní průchod pro první výstupního průchodu pro druhou tekutinu.

Ve spojeni dráhy tekutiny s výstupním koncem výstupního průchodu pro druhou tekutinu je umístěna plynová komora, směrující radiálně vnějéim směrem vzhledem k tlakové komoře pro tekutinu. Plynová komora obsahuje únikový průchod pro plyn, jímž může unikat z komory přebytečný plyn, aby se vytvořila plynová bariéra k udržení hladiny kapaliny mezi plynovou komorou a tlakovou komorou pro tekutinu na radiální úrovni únikového průchodu pro plyn..

Radiální přepažení odděluje plynovou komoru od tlakové komory pro tekutinu. Radiální přepažení obsahuje zakončení, Voda a pres které může procházet plyn aby opustil pres ~ které protéká z plynové komory, z provedeni vymezuje zakončení V jiném zařízeni, které přepažení vybaveno radiálně nastav i. te 1 nost i otvoru se přepažení radiální zdířkou plynovou komoru. V jednom únikový průchod pro plyn. se upřednostňuje, je radiální nastavitelným otvorem. Radiální dosáhne vybavením radiálního a obalem zdířky umístěným tak, aby radiální zdířku zakrýval. Obal zdířky je uzpůsoben pro radiální pohyb a je vybaven otvorem, který je v jedné linii s částí radiální zdířky.

Separátor dále obsahuje průchod pro přívod plynu, jíž může být plyn přiváděn do plynové komory. Jsou k dispozici i prostředky jako např. pumpa pro zavedení toku plynu do plynového přívodního průchodu. Dále jsou obsaženy prostředky pro rotaci, např. elektrický motor, .určené k rotaci separační komory kolem osy otáčení.

Obal, přesahující přes separační komoru, obsahuje sběrnou komoru pro první a druhou tekutinu. Sběrná komora pro první tekutinu je umístěna kruhovitě kolem osy otáčení a je spojena s prvním přepadem tak, že tekutina přecházející přes první přepad vstupuje do sběrné komory pro první tekutinu. Sběrná komora pro druhou tekutinu je umístěna kruhovitě kolem osy rotace a je ve spojení s druhým přepadem tak, že tekutina přecházející přes druhý přepad vstupuje do sběrné komory pro druhou tekutinu. Sběrné komory pro první a druhou tekutinu jsou s tekutinami vzájemně propojeny. Výstupní kanálky pro první a druhou tekutinu jsou propojeny se sběrnými komorami pro první a druhou tekutinu a. jsou vedeny ‘tangenciálně ke sběrným komorám pro první a druhou tekutinu.

Obal také obsahuje alespoň jeden kanál pro průchod vzduchu spojující výstupní průchody pro první a druhou tekutinu s okolním vzduchem za účelem udržení vnitřního tlaku obalu na hodnotě tlaku okolního vzduchu. Kanál pro průchod vzduchu obsahuje ’ zpětný ventil zkonstruovaný tak, aby znemožňoval výtok první nebo druhé tekutiny z obalu.

Jedna z metod uváděná ve vynálezu pro separaci tekutin podobných hustot, ale různých viskozit, obsahuje fázi s poč i va j i c i v d i s pe rz i _bubl i n ply nu do__kapa 1 né^ směs i.č í mž se vytváří kapalná směs sycená plynem. Kapalná směs sycená plynem je zaváděna do separační komory, přednostně tak, že se nejprve zavedou bubliny plynu do vstupního kanálku. Ve směSovací komoře je plyn smícháván s kapalnou směsí.

Plynem sycená kapalná směs je odstřeďována v separační komoře rotací kolem rotační osy, čímž se první tekutina a plyn pohybují v separační komoře radiálně směrem dovnitř.

zatímco druhá kapalina se pohybuje v separační komoře radiálně směrem ven. Alespoň část objemu plynu a první kapaliny je vypuštěna, aby mohla vyjít ze separační komory přechodem přes první přepad, zatímco alespoň část objemu druhé kapaliny je vypuštěna, aby mohla vyjít ze separační komory přechodem přes druhý přepad. Část objemu plynu zavedeného do kapalné směsi opouští separátor vzduchovým ventilem spojeným s průtokem první tekutiny, která prochází přes první přepad.

Cíle a výhody vynálezu vyjdou zřetelněji najevo po prostudování následujícího popisu preferovaných provedení a doprovodných výkresů.

Přehled obrázků na výkresech •V/s

Aby bylo možno lépe pochopit, jak lze odvodit výše uvedené výhody a cíle vynálezu, bude prostřednictvím odkazů na doprovodné výkresy poskytnut konkrétnější popis vynálezu stručně popsaného výše. Tyto výkresy poskytují pouze informace o typických provedeních vynálezu a nelze je proto chápat jako omezení oblasti působnosti vynálezu. Vynález bude popsán a vysvětlen ještě konkrétněji a podrobněji prostřednictvím doprovodných výkresů.

Obr. 1 je nárys části příkladu provedení jednostupňového odstředivého separátoru podle vynálezu.

Obr.	2	je nárys části separátoru	podle	obr. 1
znázorňuj ící	alternativní	vstupní	otvor	a	lopatky
v separační komoře.
Obr.	3 je	průřez	podél	linie 3-3	obr. 1.
Obr.	4 je	průřez	podél	linie 4-4	obr. 2.
Obr.	5 je	průřez	podél	linie 5-5	obr. 1.
Obr.	6	je	nárys	části	příkladu	dvoufázového

odstředivého separátoru podle vynálezu.

Obr. 7 je perspektivní zobrazení v současné době preferovaného provedení vynálezu.

Obr. 8 je průřez podél linie 8-8 obr. 7.

Obr. 9 j© zvětšený pohled na část odstředivého separátoru znázorněného na obr. 8.

Obr. 10 je průřez podél linie 10-10 obr. 9.

Obr. 11 je perspektivní zobrazení jednoho z provedení únikového přechodu pro plyn ve vynálezu, rozdělené na části zřetelněji ilustrující únikový průchod pro plyn. ... .

Obr. 12 je průřez obdobný průřezu na obr. 9, znázorňující činnost separační komory a přepadu.

EříXlady provedeni vynálezu

Uvádíme číselné odkazy a příslušné části budou označeny odpovídajícími čísly. Na obr. 1 rozděluje jednostupřiový odstředivý separátor 10 podle vynálezu kombinovaný tok dvou nemísitelných tekutin různých hustot na jednotlivé složky. Vynález bude popsán pro separaci proudu oleje smíchaného s vodou, na základě níž lze pochopit, že vynález efektivně odděluje i jiné kombinace tekutin/ Separátor 10 obsahuje tři hlavní prvky - stacionární otvor vstupního hřídele 12. rotor 14 přizpůsobený rotačnímu pohybu kolem vstupního hřídele 12 a stacionární obal 16 obklopující rotor 14. Prvky v konstrukci jsou z materiálu o vhodné pevnosti, jako je ocel nebo plast, přednost budev současné době dávána nerezové oceli. Směs oleje a vody wstupuje do separátoru 10 ústím 18 stacionárního hřídele 12· Toto vstupní zařízení má výhodu v tom, že eliminuje kontakt směsi se vzduchem mezi rotorem 14 a obalem 15. a současně minimalizuje promíchávání a pěnění, které může negativně působit na separaci. Pokud jsou výstupní struktury zkonstruovány tak, aby. Bměsice^o 1 eje. a vody nevstupovala do prostoru mezi rotorem 14 a obalem 15 a nemohla tak bránit přenosu oddělených tekutin z rotoru do obalu, může být separátor 10 použit v jakékoli orientaci. Popsané provední separátoru 15 je však míněno k použití ve svislé poloze se směsí tekutiny a postupující vstupním hřídelem 12 směrem dolů, jak znázorňují šipky na obr. 1.

Vstupní hřídel 12 obsahu ie v jednostupňové verzi jednu >· dutinu nebo množství menších vstupů ve formě svazku nebo v koncentrickém uspořádání, které budou popsány později v souvislosti s dvoufázovým uspořádáním vynálezu.

Rotor 14 obsahuje otočný pohon hřídele 22l umístěný ha jedné ose pod vstupním hřídelem 12 . který se za použití vhodných prostředků otáčí jako motor a doprovází nosič pohonu (není na obr.). Pohon hřídele 22 se otáčí kolem rotoru rychlostí určenou na základě struktury přepadu, relativních hustot oddělovaných tekutin, velikosti součástí separátoru, velikosti požadované odstředivé síly a dalších faktorů známých odborníkům v oboru. Je-li třeba, může pohon hřídele 22 obsahovat odvodňovací kanál 24 obsahující zakončení nebo uzavření 26 upevněné závitem nebo jinými prostředky, určený pro snadnější vyplachováni a odvodňování separátoru 10 průtokem vhodné čisticí tekutiny vstupním otvorem 12, umožňujícím tekutině průtok separátorem, přičemž její přebytek se odvede neuzavřeným odvodním kanálem 2á.·

Centrální stěna 28 se zvedá oď pohonu hřídele 22. a vytváří směšovací komoru 30. kde se vstupující tekutina promíchává ve smyku mezi pohybující se centrální stěnou 28. rotoru a vnější stěnou stacionárního vstupního hřídele JL2.· Směšovací komora 30 má poměrně malý objem, čímž se minimalizuje smykový odpor a tak i energie potřebná k udržení rotoru na požadované rychlosti. Objem směšovací komory může být dále snížen upevněním vložky ve tvaru komolého kužele 32 na stacionární hřídel 12 nebo jiným způsobem zaplněním prostoru u stacionárního hřídele i_2 nebo centrální stěny 28. Tam, kde není požadováno směšování, může být směšovacíkomora libovolně vynechána, jak bude dále popsáno v odkazu na obr. 2. Hlavním účelem směšovací komory je přidávání úpravného materiálu, např. rozpouštědla, zajišťujícím snížení vizkozity nebo extrakci rozpouštědla.

Směs tekutin vytéká působením vnějšího tlaku a odstředivé síly ze směšovací komory nebo ze vstupního hřídele směrem do separační komory 34. tvořené centrální stěnou 28 a souosou vnější stěnou 26, kde jsou tekutiny separovány na složky. Vnější stěna 36, odkloněna na opačnou stranu než centrální stěna -28, vyvolává pohyb oddáleného oleje a vody dolů podél vnitřní a vnější stěny směrem k přepadovým strukturám separátoru. Vrchní část vnější stěny 26. se střetává s hřídelem 12 v kruhovitém záběru. V tomto místě jsou mezi stěnu 36 a hřídel 12 upevněna ložiska umožňující, aby se rotor. 14 otáčel vzhledem k stacionárnímu rotací rotoru 14 k centrální stěně z kruhu k vnější hřídeli 12· Izolace hřídele 80 má chránit ložisko před kontaktem s vnitřními tekutinami.

Obr. 2 znázorňuje jiný vstupní otvor 40 obsahující stacionární hřídel 42 odlišující se od stacionárního hřídele 12 v tom, že je kratší a je přikryt diskem 44, jehož okraj přesahuje přes hřídel 42. Vstupující tekutina vejde do do rotoru 14 otvory 46 u spodní části hřídele 42 a disku 44. Centrální část rotoru 14 uvnitř centrální stěny 28 a pod vstupním otvorem 40 je přikryta horní stěnou 48, Zatímco vstupující tekutina je před vstupem do separační komory 34 v oblasti mezi diskem 44 a vrchní částí vnější stěny 36 promíchávána ve smyku. Vstupní otvor 40 umožňuje úplné propláchnutí a odvedení tekutiny ze separátoru, aniž by-byl· v pohonu hřídele 22 přítomen odvodňovací kanál, protože se v oblasti centrální stěny 28 neshromažďuje žádná tekutina. Promíchávání vstupující tekutiny lze podle potřeby na výkrese podle obr. 2 vynechat vynecháním smykového disku 44.

Vraťme se k obr. 1. Olej a voda ze vstupující kombinace tekutin se oddělují v separační komoře 34, protože olej má menší hustotu než voda. V poli odstředivé síly vzniklé se olej zvedá směrem dovnitř kruhu 2SL> zatímco voda stěně 36. Je-li .klesá směrem ven třeba, mftže být mezi centrál ni _ s těnu_, 22,»a₌vně j š.i^s t ěnu^ 3 6v^horn i-=čásť i·^se-F>aračnikomory 24 umístěn síťový filtr 50 znázorněný na obr, 1 a 3, který napomáhá separaci. Síťový filtr 50 obsahuje množství radiálně orientovaných desek, rozmístěných těsně u sebe, v preferovaném provedení rovnoběžných s osou rotace. Pro odděleni oleje a materiálem, např. materiálu vyrobeny.

vody jsou desky pokryty polypropylenem, nebo jsou

1ipof ilnlm z tohoto

Když směs tekutin prochází síťovým filtrem 50. jemně rozptýlený nebo emulzifikovaný olej, který může být obtížně separovatelný pouhou odstředivou silou, kondenzuje na povrchu desek a je tak shromažďován a oddělován od vody. Síťové filtry užívané v gravitačních separátorech nebývají účinné, protože aby fungovaly v poli o zrychlení lg, musí být velké se široce rozmístěnými deskami. Když se však síťový filtr použije v separátoru LQ., může být malý s deskami blízko u sebe, protože gravitační pole je silnější. Tyto úpravy velmi zvýší účinnost separačního procesu.

Síťový filtr 50 také směruje a napřimuje tok přicházející tekutiny. Bylo zjištěno, že abychom se vyhnuli smykovému namáhání vzhledem k centrální a vnější stěně 28. či 36 . je efektivní vést tekutinu ve směru osy. Lopatky 52 znázorněné na obr. 2a 4 mohou být v jiné variantě za stejným účelem namontovány také na stěnách separační komory. Lopatky 52 se mohou částečně nebo zcela pohybovat po separační komoře 34 v radiálním směru.

Jak je znázorněno na obr. i a 5, obsahuje separační komora 34 ve své spodní části přepad 54 pro směrování odděleného oleje a vody. Přepad 54 obsahuje kruhovitou desku připevněnou k pohonu hřídele 22 a zasahující až k vnější stěně 36. Deska se zpětně ohýbá a ještě před stěnou 3Q, v bodě 54a. zasahuje až k centrální stěně 28.. Zde vytváří mezi ohvbem 54a a vnější stěnou 36 segmenty kruhovitého kanálu 56 určené pro průtok vody ze separační komory 34. Deska přepadu končí v krátké vzdálenosti od centrální stěny 28 . a mezi zakončením přepadu 54 a centrální stěnou 2S. vytváří kruhovitý kanál 58 určený pro shromažďování oleje ze separační komory 34. Zakřivená deska přepadu vytváří pod vrchní deskou přepadu 54 středovou sběrnou komoru 59. Olej shromážděný ve středové komoře 59 prochází množstvím kanálů 6i vytvořených přes zakřivení 54a v přepadu 54, vodním kanálu 56 a vnější stěně 36

Vnější stěna 36 se ohýbá za zakřiveni přepadu Q4 a podél něho a umožňuje tak pohyb nashromážděné vody zpět směrem k pohonu hřídele 22 . Vnější stěna 36 končí před dotykem s pohonem hřídele a vytváří tak druhý přepad 60. Kruhovitý zářez 62 je vytvořen zboku vnější stěny 36 proti vodnímu kanálu fLS., kde do něj vstupuje stěna 84. která rozděluje sběrné komory 78 a 72. které odvádějí vodu a olej. Jak je znázorněno na obr. 1, vnější stěna 36 je tvořena horní částí 36a a-spodní částí 36b vzájemně^spojenými-šrouby nebo jinými prostředky. Účelem tohoto složení je pouze pohodlná konstrukce. Stěna 36 může být, je-li třeba, z jediného kusu, aniž by tento fakt ovlivňoval separaci. Skloněný výčnělek 64 zasahující od pohonu hřídele 22 odvádí vodu od izolace hřídele 82.

Průtok oddělených tekutin kolem přepadu 54 je řízen tak, aby bylo mezi výtoky v kanálech 56 a 58 v průběhu otáčení udržováno stacionární rozhraní oleje a vody. Rozhraní se nesmí příliš přiblížit ani k jednomu z výtoků, jinak by se tekutina ve směsi mohla vylít. Stejně jako v přístroji, který již existoval před vynálezem, musí být u zakončení obou přepadů 54 a 60 přítomen vzduch, protože rychlosti průtoku separovaných tekutin jsou determinovány průtokem volné hladiny přes přepad 54 a 60. Ve vynálezu je však rozhraní vzduchu a vody ve středu rotoru 14 do velké míry eliminováno skloněním centrální stěny 28 směrem ven z kruhu. Proto je většina centrální stěny radiálně více vykloněna vnějším Směrem než okraj přepadu 54 a rozhraní vzduchu a oleje je tak omezeno na úzkou oblast přiléhající k okraji přepadu, kde centrální stěna je uzavřena dostatečně uvnitř vzhledem k okraji přepadu 54, aby vznikl volný povrch tekutiny. Rotor 24 tak separuje prakticky všechnu vstupující tekutinu, aniž by docházelo k interakci se vzduchem <následujícíir.u_ pěnění .._a —zasahování--do-procesu-separacer Obdobné množství vzduchu vzniká poblíž okraje přepadu 60. Vzduchové kanálky 66 vytvořené prostřednictvím spodní desky přepadu vyrovnávají tlak mezi oběma vzduchovými dutinami a odstraňují odtud přebytečný plyn tvořící vzduchové bubliny smíchané se vstupující tekutinou, která se zvedá směrem k centrální stěně a pohybuje se podél ní, dokud se nespojí se vzduchovou dutinou poblíž okraje přepadu 54.

-Sklon centrální. a vnějších stěn 2Lfí a umožňuje, aby Přepady 54 a 6Q byly relativně velké vzhledem k celkové velikosti rotoru, čímž se zvyšuje rychlost a efektivita separace. Vzorec pro umístění. rozhraní kapalin (oleje a vody) mezi separovanými kapalinami v separaCní komoře 2Λ zní :

kde rb je radiální vzdálenost rozhraní kapalin od osy otáčení r_w · je radiální vzdálenost povrchu těžší kapaliny od okraje druhého přepadu r_o je radiální vzdálenost povrchu lehčí kapaliny od okraje prvního přepadu v je hustota těžší kapaliny

3o je hustota lehčí kapaliny

Rozhraní kapalin v separační komoře 34 musí ležet mezi okrajem přepadu 54 a zakřivenou částí 54a přepadu, aby bylo možno vyhnout se odtékání smíchaných tekutin. To lze matematicky vyjádřit jako

Π < rb< r_P = =. = ,. (2) kde r_P je radiální. vzdálenost zakřivené části 54a prvního přepadu ri je radiální vzdálenost okraje 54a prvního přepadu

S růstem vzdálenosti mezi okrajem pivního přepadu 54 a zakřivenou částí 54a přepadu se zvyšuje rozsah možných poloh rozhraní kapaliny, a tak i rozsah hustot kapalin, které mohou být přepady odděleny. Těchto vztahů lze užít ke konstrukci systémů přepadů, které optimálně fungují pro každou konkrétní aplikaci.

Bylo zjištěno, že optimální konstrukce přepadu pro separátor určený pro oddělování běžných druhů ropy od vody vyhovuje následujímu vztahu:

r² p· r_w = 0,937r_o + 0,05r_P +0,008 — (3) r_o

Hloubka kapaliny vzhledem od okraje přepadu, nepřímo vyjádřená v rovnicích písmeny r_v a. r_o, závisí na relativních poměrech složek tekutin ve vstupující směsi, na viskozitě, vstupní rychlosti průtoku a rychlosti rotoru 14. Nejefektivnější konstrukce budou přes okraje přepadu udržovat mělký průtok. Aby výše uvedené rovnice platily, musí být tlak vzduchu na okrajích přepadu stejný, čehož lze dosáhnout vzduchovými kanálky 66 nebo jinými ekvivalentními prostředky.

Obal iá shromažďuje separované tekutiny z rotoru ,14. Obal 16 je stěna stejnoměrného tvaru vytvořená kolem rotoru X4, která-rotor kompletně obsahuje. Kruhovitá vrchní část

£8 obalu.	připevněná	ke vstupnímu	hřídeli	12.	vhodnými
prostředky	je umístněna	vodorovně podél	rotoru	14.	Postranní
stěna 70	se stýká s	okrajem horní	části	&Q	a klesá
rovnoběžně	s vnější stěnou 36 rotoru_____	__V„ popsaném-	.provedení-

je postranní stěna 70 vytvořena pro zjednodušení konstrukce ze dvou kusů, 70a a 70b. které jsou u spodní části postranní stěny spojeny šrouby nebo jinými vhodnými prostředky obdobným způsobem jako vnější stěna 36 s rotorem.

U spodní části postranní stěny 70 je vytvořena sběrná komora pro olej 72, která přijímá stěnou 36 separovaný olej z kanálů pro olej 61 Sběrná komora pro vodu přiléhá ke sběrné komoře pro olej 72 a je vzhledem k ní umístěna uvnitř kruhu. Mezi sběrnými komorami pro olej a vodu 72 a 78 je vytvořena středová stěna 84, udržující tekutiny v odděleném stavu. Zakončeni stěny £4 proniká do kruhového zářezu 62 rotoru, čímž účinně braní vzájemnému znečistění separovaných tekutin. Sběrné komory 72 a 78 jsou vybaveny přídavným zařízením (není na obr.) pro připojení trubic nebo hadic pro odstranění separovaných tekutin.

Zakončení stěny 86 sběrné vodní komory 78 , přivrácené dovnitř kruhu, zasahuje proti pohonu hřídele 22 pod výčnělkem 64 v kruhovitém uspořádání. Mezi zakončením stěny 86 a pohonem hřídele 22 jsou upevněna ložiska ££., umožňující, aby se rotor 14 otáčel v obalu 16. Izolace Q2_ chrání ložisko před vnitřními tekutinami.

< Separátor 10 může být propláchnut a vyčištěn čisticím materiálem obsahujícím vodu, pentan a vhodný detergent nebo ř‘ i

•J

Přepady a průtokové kanály takže po zastavení separátoru uvnitř zachycena žádná jiným obdobným materiálem, separátoru jsou nakloněny, a proudu vstupující kapaliny není kapalina.

Separátor 10 může být vyroben v různých velikostech, z nichž vSechny mají stejnou funkci, kromě toho, že větSÍ velikosti mají ve stejných aplikacích nižSí úhlovou rychlost. Výběr kapalin, které lze takto separovat, zůstává stejný.

Obr. 6 znázorňuje dvoufázový separátor 110 zkonstruovaný podle vynálezu. Separátor 110 odděluje nemísitelné kapaliny obsahující rozpuštěné kontaminující látky nebo nemísitelné kapaliny odolné proti-separaci např.

materiály v emulzích. Jednostupňový separátor 10 nedokáže separovat kontaminující látky rozpuštěné ve smíchaných tekutinách v jediném cyklu. Separátor 10 je schopen oddělit do určité míry tekutiny rezistentní separaci, zejména s pomocí síťového íiltru ŠLO., ale pracuje neefektivně. To platí zejména pro velmi stabilní, jemně rozptýlené koloidní suspenze a roztoky.

Jak je v oboru známo, separátor typu separátoru 10 lze i

použít ve dvou fázích pro separaci němísitelných kapalin a rozpuštěných kontaminantů. Nemísitelné kapaliny jsou nejdříve separovány výše kapalina obsahující popsaným postupem a oddělená kontaminanty je promíchána s rozpouštědlem, které má pro kontaminanty vyšší afinitu.

čímž rozpuštědlo rozdělí kontaminant přednostně způsobující vznik směs komerčního roztok nebo . emulzi a rozpuštěný absorbuje. Rozpuštědlo a kapalina, které jsou nemísitelné, jsou pak separovány druhým aplikováním do separátorů. Rozpouštědlo může být výhodně promícháváno s kapalinou obsahující kontaminant, vloží-li se obě do Beparátoru 10 a nechají se pomocí smyku ve směšovací komoře 2Q separátorů 10 (obr. 1) promíchat. Je-li třeba, aby kapalina měla vysokou čistotu, lze opakovat čisticí postup s rozpouštědlem, dokud není dosaženo požadovaného stupně čistoty.

Separace extrakcí rozpouštědla je žádoucí pro směsi jako je např. komerční motorový olej smíchaný s vodou, protože komerční motorové oleje obsahují detergenty pěny a emulzifikaci.

benzínu s vodou:

karcinogenní látky, jako jsou např. aditiva benzen, toluen, ethylbenzen, xyleny a naftalen. Aditiva jsou mírně rozpustná ve vodě - v roztoku existuje v poměru k tisíci několik částic aditiva.

Dvoustupňový separátor 110 provádí potřebné stupně počáteční separace, extrakci rozpouštědla, a konečnou separaci v průběhu jediné operace. Separátor 110 bude popsán pro separaci motorového oleje smíchaného s vodou s obsahujícím benzenové kontaminanty, které se rozpouštějí ve vodě . _ Preí erované...rozpouStě dlo=je - hexan ·- nebopentan. Mohou být použity i různé jiné směsi a rozpouštědla. Separátor 110 má v mnoha směrech obdobnou konstrukci jako separátor 1£. Jedním z rozdílů je však to, že obsahuje dvě separační komory a tekutina o vysoké hustotě vychází z první komory a po vstříknutí rozpouštědla pokračuje do druhé, směřující více ven z kruhu.

b Separátor 110 obsahuje stacionární vstupní hřídel

Dalším příkladem je benzín obsahuje olej em mírně

112. rotor 114 a obal 116. Vstupní hřídel 112 obsahuje dvě souaosé části, vnitřní část jíž vstupuje směs oleje a vody do separátoru a vnější část 120. jíž vstupuje hexanové rozpouštědlo. Rotor 114 je poháněn otáčejícím se pohonným hřídelem 122 uváděným do pohybu motorem nebo jinými prostředky (není na obr.). V pohonném hřídeli 122 je odvodňovací kanál 124 s ucpávkou 126 sloužící k úplnému propláchnutí a odvodnění separátoru 110. Středová stěna 128 rotoru 114 prochází směrem dolů k boku ústí 130 vnitřního vstupního hřídele 118. je skloněna radiálně vnějším směrem a končí u vrcholu pohonného hřídele 122. Centrální stěna 128 je izolována od vnějšího vstupního hřídele 120 kruhovitou izolací 132. a zabraňuje tak vstupu rozpouštědla do komory 134 vytvořené centrální stěnou 128.

Střední stěna 136 se dotýká vrchní části otočného hřídele 122 a postupuje směrem vzhůru a směrem ven z kruhu. Vytváří tak mezi střední stěnou 136 a centrální stěnou 128 separační komoru 138. Vstupní směsice oleje a vody vchází do komory 134 ze vstupního hřídele 118 a působením vnějšího tlaku a odstředivé síly v průběhu rotace je posunována směrem dolů. Směsice pak protéká kolem okraje centrální stěny 128 do separační komory 138. kde jsou oddělené složky tlačeny vzhůru střední stěnou 136 (pro vodu) skloněnou ven z kruhu a radiálně dovnitř skloněnou centrální stěnou 128 (pro olej) směrem k přepadu 140 umístěnému v horní části separační komory 138.

Přepad 140 má podobnou konstrukci jako přepad 54 v jednostupňovém separátoru 10 . Přepad 140 obsahuje desku vycházející- od centrální stěny’ 128. pokračuje směreT. ven z kruhu a zakřivuje se znovu směrem k sobě. přičemž vytváří mezi okrajem přepadu 140 a centrální stěnou 128 kruhovitý prostor pro průchod oleje 142. Mezi zakřivenou částí 140a přepadu a střední stěnou 136. zatočenou kolem přepadu 140, pokračující kanálem 144 a tvořící přepad 146. je vytvořen prostor pro průchod vody 144. Pro snadnější konstrukci obsahuje střední stěna dvě části. nižší část 136a a vyšší část 136b. které jsou u zakřivené partie 140a přepadu 140a spojeny svařením nebo Jiným vhodným způsobem. Uvnitř přepadu 140 je vytvořena středová olejová komora 148 a zakřivenou částí 140a přepadu, vodním kanálem 144 a střední stěnou 136 prochází kanál pro průtok oleje 150.

Přepady v dvoufázovém separátoru 110 jsou přednostně vytvořeny podle výše uvedené optimální.konstrukce přepadu.

Separační komora 138 oddělí směs oleje a vody, a poté je separovaný olej nasměrován průchodem 142 do komory 1,48. a kanálu 150 Voda je nasměrována do průchodu 144 a přes okraj přepadu 146. Vzduchové dutiny u přepadů 140 a 146 jsou propojeny vzduchovými kanálky 152, čímž se vyrovnává tlak mezi vzduchovými dutinami u přepadů 140 a 146

Přes střední stěnu 136 je vedena vnější stěna 156 vytvářející vnější průtokový průchod pro vodu 158 přes přepad 146 a obsahující vzduchové kanálky 160 vytvořené pro propojení vzduchové dutiny u přepadu 146 s prostorem obalu. Zakončení vnější stěny 156 se střetává se vstupním hřídelem. 112 v kruhovitém uspořádání. Mezi vstupním hřídelem 112 a stěnou 156 jsou upevněna ložiska 162 umožňující otáčení rotoru 114 kolem vstupního hřídele 112. Mezi vnější stěnou a vstupním hřídelem existuje izolace 164. Na konci centrální stěny 128 v místě, kde se stěna stýká s vnější stěnou 156, je vytvořen výčnělek 166, sloužící k odvádění vody přes přepad 166 a ke směrování rozpouštědla do vodního proudu.

V místě styku vnější stěny 156 a centrální stěny 128 mezi vnějším vstupním hří °delem 12Q^=,SSiJ~á^B~~vnějšínť^~vodnim průchodem 158 je vytvořen kanál pro rozpouštědlo 168, přivádějící rozpouštědlo hexagen do proudu vody přímo nad přepadem 146. Rozpouštědlo a voda se ve vnějším průchodu • 158—promíchává i f,,_ aby___ se odstrani ly______emulze a rozpuštěné kontaminující látky. Kanál pro rozpouštědlo 168 je směrován tak, aby rozpouštědlo bylo zaváděno do rychlého proudu vody pohybujícího se přes přepad 146, čímž se podpoří promíchávání. Přepad 146 má příslušný sklon a tvar zabraňující^ odděleni vodního toku od profilu přepadu. Tak se podporuje promíchávání a zmírňuje eroze přepadu. Všechny přepady na různých ilustracích jsou znázorněny v obdobném komory komora extrahované kontaminanty.

sklonu a tvaru, sloužících stejnému účelu.

Lze si všimnout, že olejový kanál 150 pokračuje od střední stěny 136 vnějším vodním kanálem 158 a vnější stěnou 156 do sběrné komory v obalu 116.

Vnější vodní kanál 158 pokračuje dolů mezi střední stěnu a vnější stěnu, a pak vstoupí do druhé separační 170 vytvořené mezi stěnami 136 a 156. Separační 170 odděluje vodu od rozpouštědla, které obsahuje Vnější stěna 156 je skloněna ven z kruhu, aby se vyčištěná a oddělená voda mohla mohybovat dolů přes přepad 172 vytvořený ve spodní části separační komory 170 směrující separované kapaliny ven ze separační 170. Hexan má menší hustotu než komory voda, a proto se zvedá směrem dovnitř kruhu a nakloněním stěny 136 dovnitř kruhu se pohybuje dolů, zatímco voda klesá ven z kruhu sípěrem proti vnější stěně 156.

< Přepad 172 je vytvořen z plošiny vycházející z pohonu hřídele 122. pokračuje ven z kruhu, je zakřiven zpětně směrem k sobě a končí před pohonem hřídele 122. kde vytváří kruhovitý kanál 174 pro rozpouštědlo. Mezi vnější stěnou 156 a zakřivenou partií 172a přepadu vzniká vodní kanál 176 zatáčející pod přepad 172 a zakončený přepadem 178. Zakřivenou partií 172a. průchodem 176 a vnější stěnou 156 vede kanál pro rozpouštědlo, jímž prochází separované rozpouštědlo do obalu 116.

Aby byla konstrukce snadnější, je vnější stěna 156 sestavena ze tří spojených kusů, 156a. 156b a 156c Na vnější stěně spodní části 156c je kruhovitý zářez 181.

Výčnělek 182 vychází ze spodní Části 172 a pokračuje kolem okraje přepadu 178. kudy odvádí vodu do obalu 116. Malý vzduchový kanál 184 pod výčnělkem 182 vede od vzduchového prostoru obalu do dutiny 186. Od dutiny 186 do vzduchového prostoru na okraji přepadu 172 vedou vzduchové kanálky 188. sloužící k vyrovnávání tlaku.

Horní stěna 190 obalu 116 je připevněna svařením nebo jiným způsobem v kruhovitém uspořádání ke vstupnímu hřídeli 1L2· Horní stěna 190 směřuje horizontálně dovnitř kruhu přes ~ 22 vnější stěnu 156 rotoru 114 a postranní stěna od tohoto místa klesá a vytváří pod olejovým kanálem 150 sběrnou komoru pro olej 192. Komora 192 přijímá a shromažďuje separovaný olej. Přídavné zařízení (není na obr.) ke komoře 152 umožňuje propojení s trubicí nebo hadicí pro odvádění odděleného oleje.

Stěna 198 sběrné komory pro olej 192 směřující do kruhu klesá rovnoběžně s vnější stěnou 156 rotoru a pod kanálem pro rozpouštědlo 180 vytváří sběrnou komoru pro rozpouštědlo 200 určenou pro shromažďování rozpouštědla a kontaminujících látek, které je doprovázejí. Přídavné zařízení (není na obr.) ke sběrné komoře pro rozpouštědlo 200 umožňuje spojení s trubicí nebo hadicí pro odvádění rozpouštědla. Odstraněné rozpouštědlo mftže být recyklováno nebo, je-li to požadováno, znovu použito v separátoru 110.

Vnitřní stěna 206 sběrné komory končí uvnitř kruhovitého zářezu 181, vzájemné kontaminaci s pročištěnou' vodou v komoře 208. Stěna 206 slouží také jako vnější stěna sběrné komory 208 za přepadem 178 ke shromažďování vody, která byla oddělena od Oleje a dodatečně pročištěna od benzenu nebo jiných nečistot. Jinými slovy - vyčištěná voda neobsahuje žádné příměsi ani rozpustné organické látky. Přídavné zařízení (není na obr.) ke sběrné komoře pro vodu slouží k připojení trubice nebo hadice pro odstranění vyčištěné vody.

- Wrx í 4- Y z-,4 -» .. ... O 1 Π . X _ T- — — . - _ —. I. . t- X 4 .

----.- Π1-------- ' £* X M ------ CUCÍ I AVBIV X v--ík_->--WUU--------X“ v kruhovitém uspořádání u pohonu hřídele 122. Mezi stěnou pro rozpouštědlo 200 a tak účinně brání

210 a pohonem hřídele umožňující pohonu hřídele

122 jsou upevněna ložiska 212 rotovat uvnitř obalu. U ložisek

212 je kruhovitá izolace 204 chránící ložiska před vnitřními tekutinami.

Jeden cyklus separátoru 110 postačuje k odděleni němísitelných součástí a rozpustných organických látek od vody. Je-li třeba, lze' operaci zopakovat, čímž se dosáhne vyšší čistoty vody. Je zřejmé, že mnoho různých kombinací separátoru 110 mftže být oddělováno , že kapalin. Je též zřejmé v separátoru 11Q lze výhodně využít různých pomocných struktur popsaných u separátoru 10. jako je např. síťový filtr 50 a lopatky 52.

Další alternativní provedení vynálezu pro jednotky velkých rozměrů je znázorněno na obr. 7. Toto provedení ukazuje na konkrétním příkladu, jak variabilní mohou být prvky a vlastnosti v základním provedení na obr. 1, zejména za účelem usnadněni výroby, a ukazuje také další aspekty vynálezu. Na obr. 7 je separátor obecně označen jako 220. Toto provedení vynálezu je určeno pro zpracování přibližně 16 litrů tekutiny za sekundu, ale lze jej vyrobit v mnoha velikostech. Odborníci v oboru ocení, že toto provedení lze také úspěšně využít k separaci tekutin s velkým rozsahem rychlostí průtoku. Stejně jako u dříve popsaných provedení bude i toto popsáno s odkazy na separaci oleje a vody. Je ^í:však nutno vědět, že separátor lze užít k oddělování mnoha 'druhů tekutin o různých hustotách a viskozitách.

Separátor 220 obsahuje odstředivku 222. v níž dochází k separaci tekutiny. Odstředivka 222 může být postavena 'z různých materiálů včetně kovu, např. nerezové oceli nebo “hliníku. V současné době se dává přednost výrobě této odstředivky z nerezové oceli. Části odtředivky, které nejsou vyrobeny z nerezové oceli, jsou specifikovány níže.

Odstředivka 222 obsahuje obal 224, v němž je výstupní kanálek pro olej 226 a výstupní kanálek 228. Výstupní kanálky pro olej 226 a vedeny tangenciálně vzhledem k obalu odstranění separovaných tekutin z umístěn pro vodu pro vodu 228 jsou 224. což umožňuje odstředivky. Ústí výstupni ho kanálku pro™ o 1 e j ~226~ ~ a výstupní ho™ kanál ku pro vodu 228 jsou vytvarovány jako vačkové spojení 229, jímž mohou být kanálky připojeny k hadicím nebo trubicím vedoucím oddělenou vodu a olej vycházející z odstředivky.

Obal 224 má přednostně horní část 230. která je připojena ke zbytku obalu větším množstvím šroubů 232. Vrchní část 230 lze proto snadno odstranit, což usnadňuje konstrukci a údržbu odstředivky.

Přívodní kanálek 234. obsahující vstupní a výstupní části odstředivky 222 .

tekutiny dodávány do prostředky pro zavedení zakončení, je připevněn ke spodní Vstupním kanálkem 234 mohou být odstředivky. Lze také poskytnout tekutiny do vstupního kanálku, jako např. pumpa (není na obr. )

Počátek vstupního hřídele 234 je vybaven sítem 235 zabraňujícím příliš velkým částicím před vstupem do odstředivky 222. V současné době se dává přednost využití obrazovky, která umožňuje průchod částic o účinném průměru menším než 0,75 cm. Počátek vstupního kanálku 234 je také vybaven vačkovým spojením 236, jímž může být vstupní hřídel snadno připojen k přívodní trubici.

Když se separátor 220 využívá k zefektivnění extrakce roztoku, jak je dále popsáno níže, může být do přívodního kanálu 234 zaveden přívod rozpouštědla připevněním přívodní trubky pro rozpouštědlo 238 ke vstřikovači 240 ústícímu do přívodního kanálku 234. Rozpouštědlo 237 je pumpováno do vstupního kanálku 234 pumpoď 242: Rozpouštědlo 237 může být nahrazeno jinými tekutými aditivy, jako jsou rozrušovače emulze, podle konkrétních potřeb každé z aplikací.

Separátor 220 může také obsahovat prostředky pro zavádění plynu do separátoru odpovídající poznatkům o metodě interakce se vzduchem, kterou přináší vynález. Mezi tyto prostředky může patřit přívodní trubice pro plyn 250 připojené za účelem vstřikováni plynu do přívodního kanálku

O ΊΛ _ « «4 V X,-.—. . ηΕ'Ύ _

----- voVi a, -Piynu“ao* vstupní no kanálku 234 může být využita malá pumpa 254. Pro většinu aplikací pro interakci se vzduchem postačuje pumpa 254 b kapacitou 2,4 litru za sekundu, vyvíjející tlak 2400 Pascalů.

Odkazujeme-1i dáke na obr. 7, zahrnuje uvedené znázornění prostředky pro zavedení druhého přívodu plynu do separátoru sloužící k udržení přiměřené rovnováhy tlaků ve struktuře přepadu odstředivky 222. iak je vysvětleno níže. Na základě toho je plynová pumpa 256 připojena k přívodní trubici pro plyn 258, která je spojena s průchodem pro přívod plynu (není na obr. 7) ve spodní části odstředivky

222. Preferuj© se plynová pumpa 256 s přívodem okolního vzduchu vyvíjející tlak 1000 Pa .

Ložiska 222 v odstředivce jsou zásobována mazacím prostředkem 260. Mazací prostředek 260 je lubrikační pumpou 264 pumpován cirkulačním trubicí.

V současné době se pro obal odstředivky 224 preferuje taková konfigurace hadic a trubic, jako je např. přívodní trubice pro rozpouštědlo 238. přívodní trubice pro plyn 250 a přívodní trubice pro plyn 258 , směřujících do odstředivky 222, aby vedly ven za boční stěnu odstředivky. To umožňuje vidlicovému zvedacímu přístroji nebo jinému přístroji zvednout odstředivku, aniž by se tyto trubice poškodily.

Separátor vynálezu také obsahuje motor 270 připevněný k horní části odstředivky 222 . Motor 270 může být jakýkoli komerčně dostupný motor, např. model M7F hydraulického motoru od Denisona Ha<ggrlundse z Delawaru v Ohiu. Motor 270 j.e připevněn k odstředivce 222 připojením k manžetě 272 pomocí šroubů 276 tak, aby še dal snadno odejmout. Manžeta 272 je připojena k vrchní části 230 obalu 224 šrouby 276

Ačkoli odstředivka postavená na základě poznatků vynálezu bude fungovat v jakékoli orientaci, uvažuje se oj.tom, že se obecně bude pracovat s odstředivkou orientovanou tak, jak je znázorněno na obr.

nohy 280, ' jimiž může

Každá noha 280 obsahuje upevňovací dvojicí řetězových kotev 284, které mohou být použity pro zajištění nohou. Každá řetězová kotva 284 obsahuje dvě špičky 285 rozmístěné tak, aby dokázaly pojmout spoj . běžného řetězu. Odstředivka 222 může tak být zabezpečena přehozením řetězu přes kotvu, upevněním článku řetězu mezi špičky 285 kotvy nebo provlečením koncového článku řetězu jednou ze Špiček kotvy. Upevňovací patka 282 obsahu j e

7. Proto má být za tímto odstředivka 222 čtyři účelem pevně ukotvena, patku 282 vybavenou dále obsahuje dále provrtán upevňovací otvor 288 pe'/ně připojena k určitému kontejneru, podlaze továrny upevňovací patky 282 k tělesu podstavnou část, do níž je Odstředivka 222 může tak být tělesu, např. k mobilnímu nebo lodi, pouhým připevněním

Jak je znázorněno na obr. 8 a 9, obsahuje odstředivka rotor 290 Rotor 290 je upevněn tak, aby se otáčel podle osy otáčení 292. Rotor se chová jako jediný souvislý kus a· je upevněn tak, aby se otáčel podle osy otáčení 292. Rotor obsahuje kruhovitý vrchní hřídel 294 upevněný za účelem rotace ₇ dvoj icí izolovaných vrchních ložisek 296. Vrchní hřídel 294 má takový tvar, aby odpovídal pohonu hřídele 298 motoru 270, jimž je rotor poháněn.

Rotor také obsahuje horní stěnu 300, která je připojena k hornímu hřídeli 294 větším množstvím šroubů. Horní stěna 300 je připevněna k vnější stěně 304 šrouby 306,proto lze vrchní část rotoru odstranit za účelem snadnějšího sestavení, údržby a čištění.

V centrifuze 222 je přívodní kanálek 234 vymezen válcovitým hřídelem 310 umístěným podél osy otáčení 292 V tomto provedení má hřídel 310 vnitrní průměr asi sedm centimetrů. Rotor 290 je dále připojen pro otáčení kolem hřídele 310 umístěním spodního ložiska 312 mezi hřídel 310 a hrdla 314 rotoru 290. Aby bylo možno přizpůsobit se vysokým nákladům, která na ložiska 296 a 312 působí, používají se pro vrchní ložiska 296 přednostně valivá ložiska, jako je např. model 317 SZZ, vyrobený v SKF USA, lne. Jamestown, a pro spodní ložiska 312 šikmá ložiska, např. model 320 RDM vyrobený také v SKF USA, lne.

Hrdlo 314 rotoru 290 je otočně připojeno k hřídeli 310 á jě vžhlěoem^k ‘němu ižblováhb“' válcoví tou vrchní ^izolací

316

318

Mezi rotorem 290 a hřídelem 320 je také střední izolace a spodní izolace 320 V tomto izolaci 316, střední izolaci 318 přednostně volena .. karbonokeramická provedení je pro horní a spodní izolaci 320 ___izolace___pro__rot ačn í hřídele nebo její ekvivalent. Pro malé separátory mohou být vhodné běžné elastometrické izolace.

Jak je nejlépe znázorněno na obr. 9, obsahuje přívodní kanálek 234 směšovací komoru 326 . Směšovací komora má perforované dno 328 propouštějící tekutinu a zbytky částic. V současné době se dává přednost tomu, aby perforace ve dnu 328 byly obecně kruhového tvaru o průměru asi jeden

- 27 centimetr.

Vnitřní část směSovací komory 326 je přednostně rozdělena dvěma kruhovými přepážkami 330 na čtyři dutiny. Přepážky 330 svírají vzájemně pravý úhel a procházejí přes celý průměr směšovací komory 326. Směšovací komora také obsahuje akcelerátor tekutiny, který společně s přepážkami 330 napomáhá tekutinám vstupujícím do směšovací komory dosáhnout v krátkém čase úhlové rychlosti směšovací komory.

Akcelerátor

329, které tekutiny zasahuj í protáhlých desek kanálku 234. Toto všechny náhodně obsahuje množství až do přívodního preferované provedení obsahuje čtyři desky 329.

Směšovací komora obsahuje prvky narušující průtok tekutiny sloužící k vyvolání turbulentního proudění tekutiny směšovací komorou. V tomto provedení mají prvky pro narušení průtoku formu kroužků 332. Odborníci však ocení, že pro vyvolání turbulentního proudění lze využít množství prvků, např. vláken, drátů nebo jiných prvků vyznačujících se nízkým zlomkem stěsnáni. * -

V současné době se dává přednost výrobě kroužků 332 zlipofilniho materiálu, jako je např. polyetylén, a kroužky měly délku přibližně šest milimetrů, průměr 25 milimetrů a...Šířku stěny dva milimetry. Kroužky 332 pevně utěsňují dutiny směšovací komory 326. Kroužky 332 jsou rozmístěny tak, aby maximalizovaly turbulentní proudění kapaliny směšovací komorou.

Pokračujme dále v odkazech na obr. 9. Směšovací komora 326 obsahuje strop 334 umístěný pod vrchním hřídelem 294. Strop 334 je vybaven množstvím otvorů 336, jimiž může procházet tekutina ze směšovací -komory do prostoru mezi stropem 334 a vrchním hřídelem 294.

Směšovací komora dále obsahuje vnější stěnu 338. která nasedá svým spodním zakončením do sedla 340 vytvořeného ve vnitřní stěně 339 rotoru 290. Vrchní část směšovací komory 326 vytváří v místě 342 stupňovitý tvar, čímž vzniká kruhovitý průchozí kanál 344. VnějSi stěna 338 pokračuje směrem vzhůru za stupňovitou část 342 a znovu nasedá na vrchní hřídel 294. Směšovací komora je tak stále koncentrická s vnitřním okrajem vrchní stěny 300 rotoru .2.90 a sedlem 340. které jsou umístěny směrem dovnitř kruhu od Části vnitřního povrchu obklopující vnitřní stěnu 339, přičemž Oosou rotace je 292 Mezi vnější stěnou 33,8 směšovací komory a vnitřní stěnou 339 rotoru 290 je tak vymezena kruhovitá dutina 346. Vnější stěna 338 směšovací komory obsahuje pod stupňovitou partií 342 spodní otvory 348 a nad stupňovitou partií 342 horní otvory 349.

Jak je znázorněno na obr. 8a 9, obsahuje rotor 29Q separační komoru 350. Součástí separační komory 35.0 je vstupní pasáž, jíž mohou tekutiny do separační komory vstupovat. V tomto provedení obsahuje vstupní kanál množství mezer 352 umístěných v nejvrchnější části vnitřní stěny 33.9. rotoru 290, jak je znázorněno na obr. 9 a 10. Přerušovaná místa 352 jsou v prostoru mezi sousedními šrouby 302. které spojují vrchní hřídel 294 a vrchní stěnu 300 s horním koncem vnitřní stěny 339 rotoru 290.

Separační komora 350 obsahuje .množství radiálních desek 354 rozmístěných v separační komoře v jednotné vzdálenosti. V souladu s poznatky vynálezu je část desek 354 vyrobena s afinitou pro jednu z tekutin oddělovaných V tomto dokumentu se použije vyjádření, že materiál má afinitu pro jednu z tekutin, je-li energie rozhraní mezi materiálem a tekutinou vyšší než kohezní energie tekutiny a vyšší než energie rozhraní mezi druhou .(němísitelnou)_w_tekut.irióu_a___j ednou.ze složejg_*í t-ekutým nebo pevným materiálem). - - _ -------z materiálu separátorem.

V tomto provedení, které má být používáno pro odstraňování oleje z vody, slouží k tomuto účelu, polypropylen, z něhož je vyrobeno alespoň několik z desek 354. Polypropylen se jakožto lipofiiní materál vyznačuje“ afinitou pro oleje. Lze použít i jiných lipofilriích materiálů, např. polyethylenu.

V tomto preferovaném provedení obsahuje radiální.deska, 354 dvanáct žeber 356 z nerezové oceli, které jsou přivařeny do rotoru 290 ve atejnomě.rně vzdálených místech, a sto osm žeber z plastu 358 znázorněných na obr. 10. PLastická žebra

202 j sou vsazena do mezer mezi kovovými žebry 356 a jsou vybavena fixačními vložkami 360 obsahujícími odpovídající fixační vložky 360 na přilehlých žebrech 358, čímž se mezi Žebrami 358 udržuje jednotné rozmístění mezer. Jak je znázorněno na obr. 9 a 10, jsou fixační vložky ?6_Q mezi žebry 358 v radiálním i podélném směru obecně rovnoměrně rozmístěny.

Pro udržení přibližně konstantní vzdálenosti mezi deskami 354 v separační komoře 358 se používají dvě velikosti žeber. Dlouhá žebra jsou umístěna radiálně od vnitřní stěny 339 rotoru 290 směrem k vnější stěně 304. Na povrchu vnitřní stěny 339 separační komory jsou rozmístěny desky 354 asi ve vzdálenosti 9,4 mm od sebe. Na části separační komory ležící vně kruhu jsou mezi sousedními dlouhými žebry 362 umístěna krátká žebra 364, takže vzdálenost mezi krátkými žebry 364 v části nejbližší kruhu je také asi 9,4 mm. V současné době se preferuje, aby desky nezasahovaly- až do rohů separační komory a 9), a to zejména tam, kde tok vstupuje do separační komory nebo ji opouští.

” Radiální roviny 354 tvoří v separační komoře 35.0 sérii radiálních kanálů 366. jimiž může protékat tekutina. Radiální kanály 366 tak přesahují kruhový i osový rozsah separační komory a jsou přerušovány jen minimálně fixačními 360 (jejichž rozdělení je nejlépe znázorněno na Za cenné by mělo být považováno to, že vlastnosti kapaliny kanály separační komory se mohou lišit radiální (obr. 8 vložkami obr. 9). průtoku podle potřeby pro každou konkrétní aplikaci např. proto, aby vzniklo turbulentní nebo vhodně vzdálenost desek laminární proudění, zvolí-li se nebo struktura povrchu. V tomto provedení, jemuž dáváme přednost, je množství použitých desek 354 (120 desek) tak velké, že Reynoldsovo číslo průtoku radiálními kanály 366 bude menší než kritická hodnota Reynoldsova čísla, takže proudění zůstane laminární. Radiální desky 354 proto mají v zásadě stejnou funkci jako síťový filtr 50 (obr. 1) a lopatky nebo žebra 52 (obr. 2) popsané v předcházejících provedeních vynálezu.

Separační komora 350 obsahuje výtokový kanál pro olej 370 a výtokový kanál pro vodu 372 znázorněné na obr. 8. Výtokový kanál pro olej 370 má vstup 374, jímž může olej projít a pak opustit separační komoru 350. jak bude vysvětleno níže. Výtokový kanál pro vodu 372 má také vstupní zakončení 376. jímž může procházet voda opouštějící separační komoru 350

Vstup 374 výstupního kanálu 370 pro olej 372 a vstup 376 do výstupního kanálu pro vodu 372 jsou v dostatečné vzdálenosti od vstupního kanálu (proluka 352 na obr. 9) vedoucího do separační komory 350. Jak je znázorněno na obr. 8, vstup 374 výstupního kanálu pro olej 370 a vstup 376 výstupního kanálu pro vodu 372 jsou umístěny na opačném konci separační komory 350 od vstupního kanálu.

Jak je nejlépe vidět na obr. 9, je přepad pro olej 380 umístěn ve spojení s výtokovým kanálem pro olej 370. Přepad pro olej 380 obsahuje čelní stěnu 382 < zadní stěnu 384 a ostrou hranu 386 , rozloženou v kruhu kolem osy otáčení 2S2.

Obecně platí, že odpor kladený průtoku přes přepad je minimalizován zvýšením ostrosti hrany přepadu. Ostře se zvedající čelní stěna a klesající maximální průtok tekutiny přes minimalizaci a stabilizaci přepadu pro určitou rychlost průtoku zadní stěna umožňují přepad při současné hloubky průtoku přes hranu Diky využití přepadu sjvelmi natrou hranou_ má__rozhraní_plynu _a_.tekutiny provdanou rychlost průtoku stabilnější polohu. To je důležité zejména pro oiejovy a proto, že přepad 380) přepad 380 pro jeho menší obvodovou délku olej (nebo jiná tekutina přecházející přes má obecně vyšší viskozitu než druhá složka tekuté směsi.

Zadní stěna 384 olejového přepadu 380 vytváří kolem osy otáčení komolý kužel. V tomto provedení je úhel kužele Θ větší nebo roven 30°, -jak je podrobněji vysvětleno níže.

V tomto provedení, jemuž zde dáváme přenost, není efektivní poloměr vnitřního povrchu separační komory 350 podstatně menší než poloměr hrany 386 olejového přepadu množstvím sebe mezi

314 rotoru stěny 384. v preferovaném šest milimetrů. V tomto

380. Hrdlo 314 rotoru 290 obsahuje proto zúžení 398 postupující směrem dovnitř kruhu od hrany 386 olejového přepadu 380. Zúžení 398 je vytvořeno tak, aby poskytovalo dostatečně velký průtokový průřez přes hranu 336 olejového přepadu pro přizpůsobení průtoku oleje přes přepad nad tokem oleje vznikla vrstva vzduchu. Protože efektivní poloměr vnitřního povrchu separační komory není výrazně menší než poloměr hrany prvního přepadu, povrch vzduchu nad přepadem je vázán na blízkost olejového přepadu.

Zadní stěna 384 olejového přepadu 380 je podporována ramen 392 rozmístěných ve stejné vzdálenosti od zadní stěnou 384 olejového přepadu 380 a hrdlem 290. V tomto preferovaném provedení se používá čtyř ramen rozmístěných ve stejné vzdálenosti kolem osy otáčení. Zadní stěna 384 olejového přepadu 380 obsahuje větší množství žeber rozložených podél spodní části zadní stěny 384. Žebra 394 přesahují ven z kruhu přibližně ve směru normály k povrchu zadní provedení do vzdálenosti asi provedení je použito 12 žeber.

Pokračujme dále v odkazech na obr. 9. Výtokový kanál pro' vodu 372 pokračuje od svého vstupního zakončeni 376 směrem k ose otáčení a výstupnímu zakončení 396 Výtokový kanál pro vodu 372 je částečně vymezen vodním přepadem 400 obklopujícím kruhovitě osu otáčeni 292 . Vodní přepad 400 má čelní stěnu 402. zadní stěnu 404 a ostrou hranu 406 rozloženou kruhovitě kolem osy otáčení 292 Výstupní zakončení 396 výtokového kanálu pro vodu 372 je tedy částečně vymezeno - hranou 406 vodního přepadu 400 -Vodní přepad 400 je tvořen radiální stěnou umístěnou směrem dovnitř kruhu vzhledem k vnější stěně 304 rotoru 290

Jak je znázorněno na obr. 8 a 9, je radiální přepážka 414 umístěna pod vodním přepadem 400 a je uspořádána kruhovitě kolem osy otáčení 292. Radiální přepážka 414 je směřuje směrem vně z kruhu od zadní části olejového přepadu 380 a končí na okraji 416 (nejlépe patrné na obr. 3).

Součástí radiální přepážky 414 je únikový kanál pro plyn. V některých provedeních obsahuje únikový kanál pro Plyn vnější okraj 416 přepážky 414. V tomto provedení, jemuž dáváme přednost, však únikový 418. umístěný v přepážce 414, Radiálně nastavitelný otvor kanál pro plyn obsahuje otvor jak je znázorněno na obr. 11418 je vytvořen tak, že se přepážka 414 vybaví zdířkou 420. Zdířka 420 je dlouhá podle toho, jaký je požadován rozsah radiálního nastavení otvoru 418 v přepážce 414.

Kryt zdířky 422 vybavený podlouhlým otvorem 424 J^e umístěn, aby zakrýval zdířku takovým způsobem, že otvor 424 v krytu 422 a zdířka 420 budou v jedné přímce, a tak budou umožňovat průchod plyn přepážkou 414. Přepážka 4.1.4 obsahuje vybranou část 426, která je spojená na rybinu, aby se propojila s krytem zdířky 422.

Kryt zdířky 422 obsahuje dále zakončení 428, které je vyvrtáno a uzpůsobeno pro přijetí adjustačního šroubu 430. Adjustační šroub 430 proniká do obvodové stěny 431 je zakončen šestihrannou hlavou 432, což umožňuje snadnou rotaci adjustačního šroubu.

Sestavení zařízeni je usnadněno otvorem 433. v obvodové kryt zdířky 422. Krycí deska 434 připevněna k obvodové stěně běžně je např. O—kroužek nebo šrouby.

stěně 431. jímž lze zavést pro izolaci otvoru 433 je známými metodami, jako

Adjustační šroub 430 je umístěn tak, aby rotoval v obvodové stěně, ale osově se vzhledem k obvodové stěně nepohybuje.

‘ -.Tohoj-se—dosáhne-, už i .tím, šroubu 430.. obsahu j íciho_ manžetu 435_ umístěnou na vnitřní straně krycí desky 434, .. společně s upínací podložkou 436, maticí 437 a pojistnou maticí 408. na vnější straně krycí desky.

Jak je podrobněji vysvětleno níže, je plynová komora

440 umístěna ve spojení dráhy tekutiny s výstupním koncem“ 396 výtokového kanálu pro vodu 372 Plynová komora 440. pokračuje vně z kruhu směrem ke kanálu pro únik plynu, jímž je v tomto provedení otvor 418 v kruhové přepážce-414. Kanál pro vstup plynu je v rotoru a má poskytovat zásobu plynu pro plynovou komoru 440

Kanál pro vstup plynu obsahuje plynovou trubici 442

Úřad průmyslového vlastnictví

Revoluční 7

113 46 Praha 1

V Praze dne: Přihlašovatel:

kód: 5015 v hřídeli 310 vstDflřUCáfho kanálku 234. Plynovou lze vytvořit vyvrtáním otvoru do stěny hříde.le trubice 442 zasahuje do vnější části

Vynzu^ý g^ňedivky, kde se připojuje k přívodní trubici pro plyn

V poctáBéuve^h9>g^i5&is^5 6 (obr. 7) ji zásobuje plynem. Na svém horním konci pokračuje plynová trubice 442 mezi horní izolací 316

PlžÓIDfl střední izolací 318 až cfe>p z4v6ÓTYU t&44 Dutina 444 je napsáno:

umístěna na dráze průchodu tekutiny ve spojení s plynovou trubici 442 Vaše zn.:

310. Plynová

Refer porovnáno:

jednom z ramen

Vedoucí oddálení .

kpodepsání ^J ^40. procházející radiálrfiízetiřOJpí5hiČ2ce4^lá)e²ítZ9řS©Í5yifi^>Vn5t· dne.............................o názvu

192.

..ze e znázorněno na obrse Z ΘΛ dále

A) § 30 odst. 4 zák. č. 527/1990 Sb., o vynálezech, prumyslo. výstupní přepad 450. uspořádány ýSgHVÉ/ěíítfe zl&SšfcVacígBHáýř&^píědběŽný prupfípojř$ěn k o¥égrtí’éS|5édi®‘ⁱ)^epad Obsahuje ^WF^nu 4.5..3, přes nějž může

P‘Y*B^<3t?í^i<É^tY£Ukutina. Výstupní př{gi§čgji^^0? zák?č.t52^/W90Shcuinvynáteaech,prúmyslodeskou 454 pokračující od _SPocifffR^^0rft^cM^prŮ2taJm)· vyprc^,£ gíngrem .dovnitř kruhu. C) § 64 odst. 1 zák. 527/1990 Sb., o vynálezech, prúmyslo, ^{1 IS}, . „ vých vzorech a zlepšovacích návrzích.

-OSObneod výstupním přepadem 450 ie umístěna kruhovitá deska crveíró vymezující mezi výstupním přepadem 450 a deskou 460 Ógfi^fe!cSW:^ící odtud směrem ven

384 přepadu pro olej ^QfQyQtj 2Θ dn© .................................jst© byl(i) vymezen kanál_p^|l_pnř^^_ng^ _značký

ReistStefor^ču jící směrem ven z krsfiiaiil nevyhO'iS4^Pf^fteP^^anláTl#19Ž^a^2^^<.¹-^im' ^nen' ulož raa (bytu 1 měsíce , . , . možno pokračovat v řízení.

Ráhsr pro vystup oleje 464 ^takp,%fóžě ve^tUhévěiíďíhb^ňéádStraniKi) vytčene

Rozkladeš hranu 386 olejového přep&QSÍy.je . _ . .

Došlo-li ke zmeškánišfanovene lnuty ze závažných

1, Do^P^{erem ven od} spoc^.cčásti zátóódě Hštaneúení § 65 zák. č.

280 v dostatečné vzdálenosti,

Doruč II. Instanci nik do 2 měsíců ode dne. kdy pominula pfékážka zmeškáni, přes hranu 452 výstupního přgffafcllu/ táttfdbhě zmežk{^iý.ÚkQnq<ZQPlCŽÍdl správní poploll Nedošel:, _ _ , . , . tek ve vvši 1000,- Kč. Zmeškání Ihúty nelze prominout po

II. Ngfigg&lu pro vystup oleje 464. _up|ynutf{_{roku ode} dne. kdy měl být úkon učiněn. .

.-Poplafkověwfrj ddd.*aáznanmfeno,na, obr. 8 Padfe, § Φ& Q0?fetlu?4í<í .ěká&M¹⁹?9-<§^b·.^múžete ^d° 1 měsíce ode dne doručení tohoto rozhodnutí podat proti

2. ReYsfrí^V ^{dále v}'^^{ezen kruh}?ó^toozh^fiÚíftbzklc^ÚR^feřpfŮr^ý«OVého vlastnictví, k recjtstrabfed.uložerjgjgeispisůrrk pokraču j í<R2Zklack^R<3<tqvá ve ^i^vyhoj^púPodání rozkladu podléhá správnímu poplatku ve výši 5CD.-XČ. přičemž podk ne jvzdáleně jší části výstupi^^fjb^pj^eaptojeáfeg&ní jé>6<bwféjstažeiní?kauce ve výši to, že mezi ne jvni třně jší přepadem -4.50 je mezera, díky nníďodldadnýaLllČ«iiek.í kanál pro vodu dafurruapodpis vedoucího odd.: , , _ „

4Ε3Γ ve spojení s kruhovitou komorou 472 vypr výstupní kanál pro vodu 462.

doručeno z kruhu. Obdobně je mezi zadní stěnou 380 a hubicí spojen: a obalem 224.

Mezi výstupním kanálem pro vodu ^mez t PM.):

462 a výstupnCKto· kanái@W²^^ufnu

JO-ZosřovenZ Z&enf sro zrne&áni iftúty PV/19Q4 datum a podpis ret. průzkumu:

směrem dovnitř směrem přepadu 380. Separační pro olej 464 je kruhovitá separační stěna 474 zabraňující vzájemnému- znečištění—tekutin_____vystupujících z rotoru 290.

Separační stěna 474 je připojena k obalu 224 a pokračuje ke spodku zadní části olejového stěna 474 je vybavena válcovitou partií 476. která pokračuje směrem vzhůru k desce 460. Separační stěna 474 je umístěna tak, aby zajišťovala separaci vystupující tekutiny, zatímco výstupní kanál pro olej 464 a výstupní kanál pro vodu 462 budou udržovány ve vzájemném průtokem tekutiny ve vzájemném spojení a ve spojení s komorou 472.

Jak je znázorněno na obr. 8, v horní části 230 obalu 224 je upevněn zpětný ventil 480. umožňující přístup okolního vzduchu do komory 472. Obdobně je v trubici pro přívod vzduchu upevněn vzduchový ventil 482 , procházející obalem 2.24 a otevírající se do výstupní pasáže pro olej.

Z3>

464. Vzduchový ventil 482 přednostně umožňuje volný přístup nebo výstup vzduchu, ale zároveň se brání výstupu kapaliny ze vzduchového ventilu 482. Udržování rovnováhy ťíaku vzduchu v odstředivce napomáhá zpětný ventil 480 a vzduchový ventil 482, které umísťují komoru 472 a výstupní pasáž pro olej 464 do spojení s průtokem tekutiny pod tlakem okolního vzduchu.

Pokračujme dále v odkazech na obr. 8. Sběrná komora pro vodu 488 je uspořádána kruhovitě kolem osy otáčení 292 a je voda přecházející přes výstupní přepad bude prostřednictvím výstupního kanálu pro vodu 462 vstupovat do sběrné komory pro vodu 488. Sběrná komora pro vodu 488 je přímo spojena s výstupním kanálkem pro vodu 228 (obr. 7), jímž vystupuje oddělená voda ze separátoru.

Sběrná komora pro olej 490 je umístěna také kolem osy otáčení 292. Výstupní komora pro olej 490 je na dráze tekutiny směřující 'k výstupnímu přepadu pra olej 380? takže olej přecházející přes výstupní > přepad pro olej bude prostřednictvím výstupního kanálu pro olej 464 vstupovat do sběrné komory pro vodu 490. Sběrná komora pro olej 490 je

Úřad průmyslového vlastnictví

Revoluční 7

113 4ó Praha 1

V Praze dne: Přihlašovatel:

kód: 5015

Značgďajjgffi^V ³ výstupním kanál kemDg^gjf. olej 226. (obr. 7), jímž vystupuje -oddělený„olej ze separátoru.

Vašezn.:

V provozu může být separátor 220 tohoto vynálezu využit oddě 1 ování dvou nemísitelných tekutin, jako je např. V podóníálvedíteatílšápSwM. olejem. Na obr. 7 je separátor 220 připraven pro přijeti znečištěných tekutin počátečním zapnutím motoru Písánarq, mazací pumpy 264 a π ΐΡΜ^τπρ/ 256 V tomto provedení je motor přizpůsoben ke sdílení napsano:

preferovaném poro^Táno^^^^^^{h 105ť 1 rotoru} 220 ^cca spisu PV.........................ze

Tok směsi vody a oleje •může---Rak.....6^’9^zM^li^,a pumpováním k poaepsani zaveden iy do oleje 500 separátoru (i a řřaΦΊί234 prumysloprův (n^íeri^Vfečj. obr. ) . V Preferov|j^^_o^v_zg^J_27/^_0sBa₆^^_|é!^_h#p_rúmyslo. rychlost průtoku separátorem asivýofr vzQrgehGáteS&^yagíphíiáj^ffetjQpplný průzkum).

^^ndzpčtečnHistek^{llm konci přívodn}é^Í64to^állM průmysloSíé«í&ně235. Síto 235 brání prlfiiřtí^O^&S^P^é^íP&P^^fíchž efektivní průměr je větší než- 0,75 cm, do vstupního kanálku vypraveno

234. Na obr. 9 a 12 je znázorněnp, že. směs 500 pak prochází doručeno VQUYfffllTSnl·, vstupním kanálkem a po průchodu perforovaným dnem 328 vstupuje do směšovací komory 3J^?P^rc^Py!Š@á&¹%měš^>ova'c£-koritor'<s........J^te t>yl(i) upozoměn(i), že přihláška vynálezu shora uvedene značky

Reisti^éČV J© pevně připojena k r0?ÍtPtfěVyhS3ó)e přě*M&bným (SÓžěiďQVfcúm, takže není ulož i^lfVjífel/T^lSřilost í jako rotor. P^<^^9$®^véíti^S^z^ho. yst.Qi.ipi do ..... aa^ó

Protože jste ve stanovené Inufe neoasTranil(i) vytčene

Rozk&ďgSovaci komory 326, získá ihg@dý,í^lbQ<S^OdirratOhálo&lQr®t®iSÉtenací , .. ,. . _x . . , , . DpšJo-ll ke zmeškání stanovené lhůtv ze závažných

1, Do&?^m°^ry · Rychlení tekut^§_že^^WÍáfeÍtíStbnSléní § 65 zák. č.

a přepážkami 330 ve směšovací S2jřj(i)X© Sb2aneškání lhůty prominout, požádá-ll o to účastDoruč II. instanci nik do 2 měsíců ode dne. kdy pominula překážka zmeškání.

Separace směsi £00 na slo^fl, _y á&á správní poplaII. Nectofel: začíná ve směšovací kornové vý^lOOfetK^Jm^rg^é.^ prominout po uplynutí 1 roku ode dne, kdy měl být úkon učiněn.

..-1.-PofeídWjviérTŽžfeld·3gáffteřfiu dostává _do kpQ^^s§.^8%dsR^c1l3fiáí.¹$ř€8^T^0i5b. můžete do kroužky 332 . Kroužky 332 jsou í iT^?l99l?$®, ^d9®

2. Reistřik PV tomuto rozhoánuti rozklad u uradu průmyslového vlastnictví, k registraci roJiiežerSRteftspisůřhivž malé čásázktdd/senpocfewá ý&) dvojím vyhótt^/eBÍ)godání rozkladu

Přijdou do kontaktu s kroužky ^^^.^čg^^^yy^^^kauce^e^ýši přilnou, i přes gravitační a \feglp£ ýý^é^dŠ^Užodání rozWodu oprávněné. Rozklad podaný včas oprávněným učastnikem částice oleje._ má_OCj|<iadnýúčinek.

datum apad^e<^jc^§^ čky oleje dále shromažďují na kroužku 332, (titul, jméno, příjmení ref. pruzk.):

nashromáždí se nakonec takové množství vody, že energie rozhraní mezi olejem a prstencem bude překon^jygj různýjgyg^umu

30-Zastavgní fíieni sro zrr.gUcóni UiCity PV/75W4 obecném PŽdjfTO)dě použita vnější pumpa datum a podpis ref. průzkumu:

silami působícími na tekutiny ve směšovací komoře. V tomto okamžiku se od prstence oddělí velká kapka a bude následovat tok tekutiny směšovací komorou 326. Průchodem směsi tekutin 500 směšovací komorou 326 se mnoho olejových kapek suspendovaných na vodě přemění na větší kápky, které mohou být pohotově odstředěním separovány z vody.

Tekutá směs 500 vystupuje ze směšovací komory buď průchodem otvory 336 ve stropu 334 směšovací komory 326 nebo průchodem spodními otvory 343 vnější stěny 338. Vystoupí—li směs ze směšovací komory otvory 336 ve stropě 334, projde pak jedním z horních otvorů 349 vnější stěny 338 a vstoupí do kruhovité dutiny 346.

kruhovité dutiny 346 směs vstupuje do separační komory 350 po průtoku prolukami 352 v nejvyšší partii vnitřní stěny 339 rotoru 290 Po vstupu do separační komory 350 je tekutá směs směrována do radiálních kanálů 366 (obr. 10) vymezených v separační komoře 350

Pokračujme dále v odkazech na -obr. 9 a 12. V separační komoře 350 je tekutá směs vystavována velké gravitační^síle vyvolané rotací motoru. V důsledku toho se voda o vyšší hustotě 502 rychle přesune do části odstředivky, ležící směrem vně z kruhu. Olej 504. který má menší hustotu než voda, se soustřeďuje směrem dovnitř kruhu vzhledem k vodě. Obecně se ve svislém směru vytvoří rozhraní oleje a vody 506. které pokračuje kruhovitě podél separační komory a je měřeno^^PQdle^ radiální— vzdálenost i________n>______od „osy otáčení 292.

k rozhraní 506 -mezi olejem a vodou v separační komoře.

Olej 504 vystupuje ze separační komory po průchodu přes hranu 386 olejového přepadu 380, zatímco voda prochází výstupním kanálem 372 a přes hranu 406 vodního přepadu 400. Jak je popoáno výše, je vstup 374 výstupního kanálu pro olej 370 a vstup 376 výstupního kanálu pro vodu 372 v dostatečné vzdálenosti od vstupního kanálu (proluky 352 na obr. 9) separační komory 350. - Toto- uspořádání zvyšujme- efektivitu separace v separátoru tím, že umožňuje větší vzdálenost - v tomto provedení celou výšku separační komory, v níž může separace probíhat.

Po průchodu přes pohybuje zadní stěnou hranu olejového přepadu se olej 384 olejového přepadu a postupuje

Při uvolnění přepadu 380 se radiálně výstupní pasáží pro olej 464 Žebra 394 zajišťují, aby si olej při průchodu zadní částí olejového přepadu udržoval úhlovou rychlost rotoru. Výška žeber by tak měla být minimálně rovna hloubce oleje na zadní stěně olejového přepadu v provozu při maximální rychlosti průtoku.

ze zadní stěny 384 a žeber 394 olejového olej 504 pohybuje velkou tangenciální rychlostísměrem do olejové sběrné komory 490 (obr. 8). Díky velké lineární rychlosti, jíž na olej působí rotor 290., proteče olej rychle sběrnou 'komorou pro olej 490 až k výstupního kanálku pro olej 226 (obr. 7), a v tomto bodě již může pokračovat svou přirozenou cestou (ve směru tečny k cirkulační sběrné komoře pro olej 490), a pak vychází ze separátoru.

Vzdálenost mezi zadní stěnou 384 olejového přepadu 380 a protilehlé části hubice 314 rotoru 290 by měla být tak velká, aby umožňovala volný průtok vzduchu výstupním kanálem pro olej 464. zejména mezi hranou 386 olejového přepadu a zúžením 398 hubice 314. V tomto provedení, jemuž dáváme 'éi přednost, je mezi zadní stěnou 384 olejového přepadu a protější částí hubice 314 vzdálenost asi dva centimetry.

Úhel mezi zadní stěnou 384 a osou otáčení 292, označený zde jako úhel Θ (který je polovinou úhlu sklonu kužele zadní stěny 384 olejového přepadu 380) je stanoven podle provozních podmínek separátoru a struktury olejového přepadu 380. Bylo stanoveno, že minimální úhel Θ mezi zadní stěnou 384 Olejového přepadu* 380 a osouotáčení, umožňující požadovanou kapacitu separátoru, lze přibližně následující rovnice:

L h s i ηθ r r

Q = R -7 <? ’ s, kde g ’ s určit podle (4) ,

9E kde Q je rychlost toku první tekutiny přes první přepad v litrech za sekundu, R je konstanta rovná 98, L je délka prvního přepadu v centimetrech, h je výška průtoku první tekutiny přes hranu prvního přepadu v centimetrech, V je kinematická viskozita první tekutiny v centistokách, <je je gravitační zrychlení, r je poloměr hrany prvního přepadu a UJ ίθ úhlová rychlost separační komory v radiánech za sekundu.

Užitím této rovnice může být zadní stěna 384 sestavena takovým způsobem, že výstupní kanál pro olej 464 pokračuje v kanálech směrem dovnitř kruhu a přizpůsobuje tok kapaliny ze separační komory 350 a do sběrné komory pro vodu 488 (obr. 8). Proto není třeba, aby se dráhy oleje 504 a vody 502 křížily, jak je tomu v případě provedení znázorněného na obr. 1 až 6, čímž se podstatně usnadní výroba separátorů.

Pokračujme v odkazu na obr. 9 až 12. Když voda 502 vystupuje vodním kanálem 372 ze separační komory 350. zvedá se směrem k ose rotace 292 přibližně až k hraně 406 vodního přepadu 400 a protéká přes hranu vodního přepadu do tlakové komory pro tekutinu 510. Tlaková komora pro tekutinu 510 je obecně umístěna mezi radiální stěnou 408 vymezující vodní přepad 400 a kruhovitou rovinou 454 obsahující výstupní přepad 450. Když voda 502 naplňuje tlakovou komoru,pro tekutinu 510, zvedá se radiálně směrem dovnitř, dokud nedosáhne úrovně únikového kanálu pro plyn, který v tomto provedeni obsahuje otvor 418. Průtok plynu, přednostně okolního vzduchu, z pumpy 256 (obr. 7) plynovou trubicí 442 a radiální trubicí 446 naplňuje plynovou komoru 440 plynem. T ak_s. j e_vy tvořena plynová _ .bar i éra udržuj í c í-hl ad i nuutekut i ny mezi plynovou komorou 440 a tlakovou komorou pro tekutinu 510 na radiální úrovni únikového průchodu pro plyn. Vodní stěna se tak udržuje v radiální poloze otvoru 418 mezi rozdělením 414 a radiální stěnou 408 Voda je nucena opustit tlakovou komoru pro tekutinu 510 tak, že se navrší a přelije přes hranu 452 výstupního přepadu 450.

Důležité je to, že tekutina přecházející přes hranu 386 olejového přepadu 383 i i tekutina přecházející přes hranu výstupního přepadu 450 mají rozhraní se vzduchem nad (směrem dovnitř kruhu) hranou přepadu, přes který přecházejí. Jak již bylo dříve popsáno, tato dvě umístěni jsou tekutinou vzájemně propojena a jsou obecně udržována na stejném tlaku vzduchu. Tento stav stejného tlaku vzduchu nad hranou olejového přepadu 380 a nad hranou výstupního přepadu 450 je nutný k dosažení optimálního výkonu separátoru.

Po dosažení hrany 452 výstupního přepadu 450 přechází voda přes hranu a vstupuje do výstupního kanálu pro vodu 462. Voda 502 obecně přilne k zadní stěně výstupního přepadu 450. dokud nedosáhne jeho konce na obvodové stěně 43JL. V tomto okamžiku se voda uvolní z rotoru 290 a dostává se do sběrné komory pro vodu 488 Pohybuje se velkou rychlostí v tečném směru ke sběrné komoře pro vodu. Voda 502 rychle proteče sběrnou komorou pro vodu 488 až k výstupnímu vodnímu kanálku 228 (obr. 7) a v tomto bodě opuští separátor.

Separátor tohoto vynálezu může být také využit k oddělení organické složky rozpuštěné v neorganické složce, jako jsou např. stopová množství aromatických látek rozpuštěných ve vodě. Tato aplikace byla také popsána ve spojeni s diskusí o provedení znázorněném na obr. 6. Tato metoda extrakce rozpouštědla obsažená ve vynálezu může být vysvětlena s odkazem na separaci vody od oleje s obsahem benzenových kontaminantů mírně rozpuštěných ve vodě. Pro účely této diskuse je použitým rozpouštědlem hexan, ale je zřejmé, že lze užít různých jiných roztoků a rozpouštědel, vycházejících z poznatků vynálezu.

Na počátku je zapnuta pumpa 242 pohánějící tok rozpouštědla ’ hexanu do vstupního kanálku 234 při zaváděni kontaminovaného roztoku vody do vstupního kanálku, jak je znázorněno na obr. 7. Ve vstupním kanálku 234 a zejména ve - směšovací komoře -= 326 , .je rozpuštědlo 237 promícháváno s kontaminovaným vodním roztokem. Když dojde k promíchávání, organický benzen se rychle z vody vyloučí a rozpustí se v hexanu. Roztok hexanu a benzenu, který má nižší hustotu než voda, je pak v odstředivce 222 z vody separován, stejně jako je z vody separován olej, což je v souvislosti s tímto provedením popsáno výše.

Tato metoda extrakce rozpouštědla může být také využita v separátoru s dvoufázovou konstrukcí, který byl např.

popsán v provedení znázorněném na obr. 6. Odborník v oboru bude vědět, že tento dvoustupňový separátor může mít mnoho vlastností znázorněných na obr. 7 až 12.

Jiná metoda preíerovaného provedení vynálezu znázorněná na obr. 7 až 12 spočívá ve využití zařízení ke zvýšení účinnosti separace dvou němísitelných obdobnými hustotami, ' ale různými viskozitami tekutin s

Taková aplikace by mohla být požadována při pokusu separovat mořskou vodu od stabilní emulze, která často vzniká při rozlití ropy do moře. Tuto metodu lze též použít k podpoře separace tekutin s různými hustotami i viskozitami, za předpokladu, že viskóznější z obou tekutin má zároveň nižší hustotu.

V souladu s touto metodou interakce se vzduchem uváděnou ve vynálezu je vzduchová pumpa 254 při provozu separátoru zapnuta. Vzduchová pumpa 254 poskytuje přívodní trubicí pro plyn 250 nepřetržitou dodávku plynu, přednostně okolního vzduchu, který je'’ injektorem 252 vstřikován do vstupního kanálku 234. Injektor 252 má přednostně takový tvar, že Vzduch je vstřikován do směsi tekutin ve formě bublinek tvořících kapalnou směs obohacenou plynem.

Když kapalná směs obohacená plynem vstoupí do separační komory, jak je znázorněno na obr. 12, mají bubliny, jejichž hustota je podstatně menší než voda, tendenci rychle se pohybovat směrem dovnitř kruhu. Když se bubliny pohybují směsí _ emulzi ;J_a_____vody, jsou třecí, .síly____mězl_.bublinami . a.

viskozní emulzí daleko větší než írikční síly mezi bublinami a vodou. V důsledku toho mají bubliny tendenci přenášet emulzi směrem dovnitř kruhu. Řečeno jinými slovy, vzduchové bubliny snižují efektivní hustotu emulze, a tak umožňují separátoru oddělit obě tekutiny na základě jejich diferenciálu hustoty. Část objemu plynu zavedená do směsice emulze a vody vystupuje ze separátoru vzduchovým ventilem 482 spojujícím tok vody-s tokem viskozní složky procházejícípřes první přepad.

Změna efektivní hustoty emulze závisí na objemu vzduchu který je vstřikován do vstupního kanálku 234.

41. V souČáPné době ee dává Přednoat tomu, aby rychlost průtoku vzduchu, vstřikovaného při, užití metody interakce se vzduchem uváděné ve vynalezu, Činila asi 10 procent objemu tekuté směsi vstupující do separátoru.

Konkrétní aplikace, pro kterou může být využito separátoru 220 podle tohoto vynálezu, může ovlivnit relativní umístění přepadů a jiných strukturálních složek separátoru. Bylo stanoveno, že radiální polohu rozhraní oleje a vody 506 jako funkci povrchu oleje při dotyku s hranou 386 olejového přepadu 380 a další fyzikální vlastnosti lze obecně určit pomocí následující rovnice:

kde r_o je radiální vzdálenost od osy rotace 292 k povrchu oleje při dotyku s hranou 386olejového přepadu 380, j>_w je efektivní hustota vody 502 (ovlivněná přidaným vzduchem), ^J- je efektivní hustota oleje 504 (ovlivněná přidaným vzduchem), a ro je radiální vzdálenost od osy rotace 292 k rozhraní mezi olejem 504 a vodou 502 v separační komoře 350, kde r_x je dáno následující rovnicí:

r² κ = r² v i + r² w2 - r² kde r_vt je radiální vzdálenost od osy rotace 292 k povrchu vody při dotyku s hranou 406 vodního přepadu 400. r«2 je radiální vzdálenost od osy rotace 292 k povrchu vody při dotyku s hranou 45,2 výstupního přepadu 400, •a r* je radiální vzdá lenost od osy rotace 292 k okraji, přes k t o rý může , · r · , > I l t plyn i > 1 y n o v é plynové komory, ly.n. Cápi o' voru . » t <.) j ri·) · i

UoVI t 1 U'7 pťeduháze J 1 I »·· »vnl >’o i l ) -I ( komory 440 před opuštěním ÍÍ.1J3. ležící uvnitř kruhu, přesnějším vyjádřením než protože poskytují korekci pro posun polohy rozhraní r_to, vyvolaný působící silou tlakové komory pro kapalinu. Odbornici v oboru budou vědět, že veličiny v rovnici (6) si lze představit jako jednotky tlaku dělenéýíU² , takže rovnice (5) a (6) pak vyjadřují rovnováhu tlaku v separátoru. Část r²wz ~ r²a vyjadřuje tlak, jímž působí na plynovou komoru sloupec tekutiny v tlakové komoře pro tekutinu mezi hladinami r_V2 a re.·

Z výše uvedených vztahů lze určit, že separátor bude efektivně oddělovat tekutiny, které získají nejvyšší rozsah diferenciálních hustot minimalizací r_x (což lze vizuálně znázornit jako radiální vzdálenost, do níž se zvedne voda v separační komoře 350, je-li jedinou tekutinou pumpovanou do separátoru). V důsledku toho lze radiální polohu nastavitelného otvoru 418 přizpůsobit, nechá-li se separátorem protékat pouze voda a otvor se bude postupně posunovat směrem ven, dokud voda nezačne odcházet přes sběrnou komoru pro olej 490 - což znamená, že voda přechází přes olejový přepad 380 Otvor 418 lze pak posunout mírně dovnitř, asi o 2 milimetry. Odborník v oboru však bude vědět, že různé aplikace mohou vyžadovat pro stanovení optimální polohy otvoru 418 různé metody.

Mělo by být známo, že přístroj a metody užívané tímto vynálezem mohou být využity v nejrůznějších provedeních, z nichž jen několik bylo znázorněno a popsáno výše. Vynález nabývat jiných forem, aniž by bylo nutno opustit jeho být ve všech ohledech chápána jen jako ilustrativní a neomezující, a rozsah vynálezu proto vyplývá z připojených patentových nároků spíše než z předcházejícího popisu. Všechny změny spadající do smyslu a rozsahu ekvivalence patentových nároků jsou v těchto nárocích obsaženy.

Claims (42)

1. PATENTOVÉ

   NÁROKY

   9 6 ΙΛ Ό Z tekutiny a L.uhJ’¹?⁰⁰ rlální „ . a G G E 5 t⁷ 0 tekutina má menší hustotul než aby rotovala kolem osy

   1. Separátor pro separaci směsi první tekutiny na složky prostřednictvím rotace kolem cent osy otáčení, přičemž první druhá tekutina. Separátor se vyznačuje tím, že obsahupe: přívodní kanálek se vstupním zakončením a výtokovým zakončením;

   separační komoru upevněnou tak, otáčeni, přičemž separační komora obsahuje první zakončení, druhé zakončení zakončení, vnější stěnu, * vstupní průchod separační komory, přičemž kanálku je ve spojení osově protilehlé prvnímu umístěný na prvním konci výtokové zakončení vstupního tekutiny se vstupním dráhy průchodem a je umístěno ve vnější stěně separační komory směrem dovnitř kruhu, výstupní průchod pro první tekutinu a výstupní průchod pro druhou tekutinu, přičemž výstupní průchody pro první a druhou tekutinu jsou umístěny na druhém konci separační komory, první přepad umístěný ve spojení dráhy tekutiny s výstupním průchodem pro první tekutinu v separační komoře, přičemž první přepad má přední stěnu, zadní stěnu a velmi ostrou hranu, rozloženou kruhovitě kolem osy otáčení, ______.____ __________' ______ druhý přepad umístěný ve spojení dráhy tekutiny s výstupním průchodem pro druhou tekutinu v separační komoře a rotační prostředky pro kolem osy otáčení.

   rotaci separační komory
2. 2. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že druhý přepad má přední stěnu, zadní stěnu a velmi •f-3 ostrou hranu, která je rozložena kruhovitě kolem osy otáčení.
3. 3. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že vnější stěna obsahuje zakončení otáčivě připojené a izolované vzhledem ke vstupnímu kanálku.
4. 4. Separátor podle patentového nároku i, vyznačující se tím, že dále obsahuje sběrnou komoru pro první a druhou tekutinu, přičemž sběrná komora pro první tekutinu je umístěna kruhovitě kolem osy otáčení a je ve spojení dráhy tekutiny s prvním přepadem, takže tekutina přecházející přes první přepad bude vstupovat do sběrné komory pro. první tekutinu. Sběrná komora pro druhou tekutinu je rozložena kruhovitě kolem osy otáčení a je ve spojení dráhy tekutiny s druhým přepadem, takže tekutina přecházející přes druhý přepad bude vstupovat do sběrné komory pro druhou tekutinu
5. 5. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že přívodní kanálek je umístěn souose s osou otáčení.
6. 6. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje vzduchový kanálek spojující průchod pro první tekutinu s průchodem pro druhou tekutinu.
7. 7. Separátor podle-patentového nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje větší množství radiálně rozestavených desek umístěných v separační komoře.
8. 8. Separátor podle patentového nároku 7, vyznačující se tím, že aleapoň část radiálně rozestavených desek je vyrobena z lipoíilního materiálu.
9. 9. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje směšovací komoru umístěnou tak, aby přijímala tekutinu z výtokového zakončení vstupního kanálku a přenášela tekutinu do separační komory, přičemž směšovací komora obsahuje vnitřní, stacionární stěnu a vnější stěnu upevněnou tak, aby mohla rotovat kolem osy otáčení.
10. 10. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že separační komora obsahuje kruhovitou vnitřní stěnu skloněnou dovnitř kruhu, pokračující od vstupního průchodu pro tekutinu směrem k průchodům pro první a druhou tekutinu, a dále se vyznačující tím, že sklon vnější stěny směřuje ven z kruhu, od vstupního průchodu směrem k průchodům pro výstup první a druhé tekutiny.
11. 11. Separátor podle patentového nároku 1, vyznačující se tím, že vyhovuje následující rovnici:

    7 ^r2 ” r_w = 0,937r_o + 0,05r_P + 0,003 r_o kde r_w je radiální vzdálenost od osy otáčení k povrchu druhé tekutiny při průchodu přes druhý přepad, r_o je radiální vzdálenost od osy otáčení k povrchu první tekutiny při průchodu přes první přepad a r_P je radiální vzdálenost od osy otáčení k nejokrajovější části rozhraní mezi prvním přepadem a výstupním průchodem pro druhou tekutinu.
12. 12. Separátor pro separaci první tekutiny od druhé tekutiny prostřednictvím rotace kolem osy otáčení, přičemž první tekutina má menší hustotu než druhá tekutina. Separátor se vyznačuje tím, že obsahuje:

    přívodní kanálek se vstupním zakončením a výtokovým zakončením;

    separační komoru upevněnou tak, aby rotovala kolem osy otáčení, přičemž separační komora obsahuje vstupní průchod, výstupní průchod pro první tekutinu, výstupní průchod pro druhou tekutinu, vstupní průchod umístěný ve spojení dráhy tekutiny s výtokovým zakončením vstupního kanálku pro příjem směsi;

    první přepad umístěný ve spojení dráhy tekutiny výstupním průchodem pro první tekutinu v separační komořepřičemž první přepad má hranu, přes kteroumůže proudit první tekutina;

    výstupní průchod pro druhou tekutinu obsahující vstupní zakončení a výtokové zakončení, přičemž vstupní zakončení je ve spojeni dráhy tekutiny se separační komorou v místě položeném vně z kruhu vzhledem k hraně prvního přepadu, a průchod pro druhou tekutinu pokračuje obecně směrem k ose otáčení a výstupní zakončení je alespoň částečně vymezeno druhým přepadem obsahujícím hranu, přes niž může protékat druhá tekutina opouštějící výstupní průchod pro druhou tekutinu;

    tlakovou komoru pro -tekutinu umístěnou vně z kruhu vzhledem ke hraně druhého přepadu sloužící pro příjem druhé tekutiny opouštějící výstupní kanál pro druhou tekutinu přes druhý přepad, přičemž tlaková komora pro tekutinu je alespoň částečně vymezena výstupním přepadem obsahujícím hranu, přes niž může protékat druhá tekutina při opouštění tlakové komory pro tekutinu;

    plynovou komoru umístěnou ve spojení dráhy tekutiny s výstupním koncem výstupního průchodu pro druhou tekutinu, pokračující směrem vně z kruhu k tlakové komoře pro tekutinu, přičemž plynová komora obsahuje průchod pro únik plynu, jímž může přebytečný plyn opouštět plynovou komoru, takže se může vytvořit plynová bariéra sloužící “k^udržení“⁵““ hl-ádrny^^ťěkúťifíý“ “mě^ír^pTyhdvoTF“Komoroou a tlakovou komorou pro tekutinu na radiální úrovni únikového průchodu pro plyn;

    průchod pro zavádění plynu, jímž může být zaveden plyn do plynové komory;

    prostředky pro zavádění toku plynu do průchodu pro zavádění plynu; a prostředky pro rotaci separační komory kolem osy otáčení.
13. 13. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje směšovací komoru umístěnou tak, aby mohla přijímat tekutinu z výtokového zakončení vstupního kanálku, přičemž směšovací komora obsahuje prvky narušující průtok sestavené tak, aby vyvolávaly turbulentní proudění tekutiny směšovací komorou.
14. 14. Separátor podle patentového nároku 13, vyznačující se tím, že prvky sloužící k narušení průtoku ve směšovací komoře obsahují kontaktní prvky pro tekutinu, jejichž povrch je vyroben z materiálu, vyznačujícího se afinitou pro některou z tekutin.
15. 15. Separátor podle patentového nároku 14, vyznačující se tim, že kontaktní prvky - jsou- vyrobeny z lipofilního materiálu.
16. 16. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředky pro zavádění tekutinového aditiva do vstupního kanálku.
17. 17. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se t-ím, že separační komora je rozložena kruhovitě mezi vnitřním povrchem a vnějším povrchem, přičemž efektivní poloměr vnitřního povrchu není podstatně menší než poloměr hrany, prvního přepadv. „
18. 18. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že první, druhý a výstupní přepad jsou uspořádány kruhovitě kolem osy otáčení.
19. 19. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje větší množství kruhových desek rozmístěných stejnoměrně v separační komoře.
20. 20. Separátor podle patentového nároku 19, vyznačující se tím, že část rovin je vyrobena z materiálu s afinitou pro jednu z tekutin.
21. 21. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje výstupní průchod pro příjem první tekutiny, přecházející přes hranu prvního přepadu, a výstupní průchod pro druhou tekutinu pro příjem druhé tekutiny, přecházející přes hranu výstupního přepadu.
22. 22. Separátor podle patentového nároku 21, vyznačující se tím, že výstupní průchod pro první tekutinu a výstupní průchod pro druhou tekutinu jsou ve vzájemném spojení drahou tekutiny, takže tlak vzduchu ve výstupním průchodu pro první tekutinu zůstává přibližně stejuný jako tlak vzduchu ve výstupní pasáži pro druhou tekutinu, přičemž se první tekutina udržujev separovaném stavu od druhé .'ή-* z tekutiny.
23. 23. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje obal rozložený kolem separační komory, přičemž obal obsahuje sběrnou komoru pro první a druhou tekutinu, kde sběrná komora pro první tekutinu je umístěna kruhovitě kolem osy otáčení a je ve spojení .==dráhy„ —tekut iny^- s ·· · pr vnímpřepademtakžetekut ina” přecházející přes první přepad bude vstupovat do sběrné komory pro první tekutinu, a sběrná komora pro druhou tekutinu je umístěna kruhovitě kolem osy otáčení a je ve spojení dráhy tekutiny s druhým přepadem, takže tekutina přecházející přes druhý přepad bude vstupovat do sběrné komory pro druhou tekutinu.
24. 24. Separátor podle' patentového nároku 23, vyznačující se tím. Že sběrná komora pro první tekutinu je ve spojení dráhy tekutiny se sběrnou komorou pro druhou tekutinu.
25. 25. Separátor podle patentového nároku 24, vyznačující se tím, že obal obsahuje alespoň jeden vzduchový průchod spojující dráhu tekutiny v prvním a druhém výstupním průchodu s okolním vzduchem, čímž se udržuje vnitřní tlak obalu na hodnotě tlaku okolního vzduchu.
26. 26. Separátor podle patentového nároku 25, vyznačující se tím, že vzduchový průchod obsahuje zpětný ventil zabraňující výtoku první a druhé tekutiny z obalu.
27. 27. Separátor podle patentového nároku 23, vyznačující se tím, že dále obsahuje výstupní kanálek pro první a druhou tekutinu, přičemž výstupní kanálek pro první tekutinu je umístěn ve spojení dráhy tekutiny se sběrnou komorou pro první tekutinu, tangenciálně k ní, a výstupní kanálek pro druhou tekutinu je umístěn ve spojení dráhy tekutiny se sběrnou komorou pro druhou tekutinu, tangenciálně k ní.
28. 28. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se tím, že dále obsahuje kruhovou přepážku oddělující plynovou komoru od tlakové komory pro tekutinu, přičemž kruhová přepážka má zakončení, kolem něhož může procházet plyn z plynové komory při opouštění plynové komory, a toto zakončení vymezuje únikový průchod pro plyn.
29. 29. Separátor podle patentového nároku 12, vyznačující se. tím, že kruhová přepážka je vybavena otvorem, a okraj, kolem něhož může procházet plyn z plynové komory, obsahuje součást otvoru v kruhové přepážce.
30. 30. Separátor podle patentového nároku 29, vyznačující se tím, že otvor v kruhové přepážce je kruhově nastavitelný.
31. 31. Separátor podle patentového nároku 30, vyznačující se tím, že je vybaven kruhovou zdířkou a krytem zdířky umístěným tak, aby kruhovou zdířky zakrýval, přičemž kryt zdířky je upevněn tak, aby byl umožněn radiální pohyb.

    a je vybaven otvorem, který je kruhové zdířky, umožňuje kruhovou procházet plyn z komory.

    takže radiální nastavítelnost plynové komory v jedné přímce s Částí pohyb krytu zdířky okraje, přes nějž může při opouštění plynové : Sepárátor podle tím, že přibližně ’ patentového nároku vyhovuje následující

    12, vyznačující se rovnici:

    kde r_o je radiální vzdálenost od osy rotace k povrchu první tekutiny oleje při dotyku S hranou prvního přepadu, je efektivní hustota druhé tekutiny, ™ po je efektivní hustota první tekutiny a rt> je radiální vzdálenost od osy rotace k rozhraní mezi* první a druhou tekutinou v separační komoře, a kde r_x je dáno následující rovnicí:

    r^x = r^ v!- 4- r2 _vz - r²V .....______—._⁽ 6 k.

    kde rvi j® radiální vzdálenost od osy otáčení k povrchu druhé tekutiny při dotyku s hranou druhého přepadu, r«2 je radiální vzdálenost od osy otáčení k povrchu druhé tekutiny při dotyku s hranou výstupního přepadu, ^a ϊ'λ 3® radiální vzdálenost od osy otáčení k okraji, přes který může _ projít plyn-z* -plynové komory před opuštěním plynové komory.
32. 33. Metoda separace směsi první a druhé kapaliny na složky, přičemž hustota první kapaliny je větší než hustota druhé kapaliny. Jednotlivé fáze postupu jsou:

    disperze bublin plynu v tekuté směsi, čímž se vytvoří kapalná směs obohacenou plynem, zavedení kapalné směsi obohacené plynem do separátoru obsahuj ícího:

    separační komoru upevněnou tak, aby se mohla otáčet kolem osy otáčení, přičemž separační komora obsahuje vstupní průchod, výstupní průchod pro první tekutinu a výstupní průchod pro druhou tekutinu, první přepad umístěný ve spojení dráhy tekutiny s prvním výstupním průchodem separační komory a druhý přepad umístěný ve spojení dráhy tekutiny s druhým výstupním průchodem separační komory, otáčení plynem obohacené kapalné směsi v separační komoře kolem osy otáčení, vyvolávající pohyb první tekutiny a plynu v separační komoře směrem dovnitř kruhu, zatímco druhá kapalina se pohybuje v separační komoře směrem ven z kruhu, propuštění alespoň části objemu plynu a první kapaliny, * aby mohly opustit separační komoru průchodem přes první přepad a propuštění alespoň části objemu druhé kapaliny, aby mohla opustit separační komoru průchodem přes druhý přepad.
33. 34. Metoda separace směsi první a druhé kapaliny na složky ,, jak, „je,-,definována, _v„v _„p_a_tentovém nároku 33, vyznačující se tím, že separátor obsahuje jako dodatek přívodní kanálek a fáze zavedení plynem obohacené kapalné směsi do separátoru zahrnuje zavedení plynem obohacené kapalné směsi do přívodního kanálku.
34. 35. Metoda separace směsi první a druhé kapaliny na složky, jak je definována v patentovém nároku 33, vyznačující se tím, že fáze disperze bublin plynu v kapalné směsi sloužící k vytvoření plynem obohacené kapalné sniési zahrnuje zavedení plynu do tekuté směsi a smíchání plynu s kapalnou směsi ve směšovací komoře vybavené prvky pro narušení průtoku sestavenými tak, aby vyvolávaly turbulentní proudění tekutiny ve směšovací komoře.
35. 36. Metoda separace směsi první a druhé kapaliny na složky, jak je definována v patentovém nároku 33, obsahující dále fázi průniku části objemu plynu do kapalné směsi a její opuštění separátoru vzduchovým ventilem ve spojení dráhy tekutiny s tokem první kapaliny, která přechází přes první přepad.
36. 37. Separátor pro separaci směsi první tekutiny a druhé tekutiny na složky prostřednictvím rotace kolem centrální osy otáčení, přičemž první tekutina má menší hustotu než druhá tekutina. Separátor se vyznačuje tím, že obsahuje:

    přívodní kanálek se vstupním zakončením a výtokovým zakončením; .:« separační komoru upevněnou tak, aby rotovala kolem-osy otáčení, přičemž separační komora obsahuje vstupní průchod, výstupní průchod pro první tekutinu, výstupní průchod pro druhou tekutinu, vstupní průchod umístěný ve spojení dráhy tekutiny s výtokovým zakončením vstupního kanálku pro příjem směsi, přičemž oba výstupní průchody __Pprvní _ a _druhou„tekutimaj ívstup—v- = dostatečné“ vzdálenosti od vstupního průchodu;

    první přepad umístěný ve spojení dráhy tekutiny s výstupním průchodem pro první tekutinu v separační komoře, jímž může proudit první tekutina při výstupu ze separační komory, přičemž první přepad obsahuje přední stěnu, zadní stěnu a velmi ostrou hranu, která je rozložena kruhovitě kolem osy otáčení;

    druhý přepad umístěný - ve - spojení dráhy ‘tekutiny s výstupním průchodem pro druhou tekutinu v separační komoře, jímž může procházet druhá tekutina při výstupu ze separační komory;

    výstupní průchod pro první tekutinu alespoň částečně vymezený zadní stěnou prvního přepadu určený pro příjem první tekutiny procházející přes hranu prvního přepadu;

    výstupní průchod pro druhou tekutinu určený pro příjem druhé tekutiny procházející přes hranu druhého přepadu, přičemž výstupní průchod pro první tekutinu je vytvořen tak, že probíhá směrem dovnitř kruhu vzhledem k druhému přepadu a * výstupnímu průchodu pro druhou tekutinu, aniž by výstupní průchod pro první tekutinu křížil dráhu výstupního průchodu pro druhou tekutinu; a prostředky pro rotaci separační komory kolem osy otáčení.
37. 38. Separátor podle patentového nároku 37, vyznačující se tím, že druhý přepad má přední stěnu, zadní stěnu a velmi ·- ostrou hranu, která je rozložena kruhovitě kolem osy • otáčení.
38. 39. Separátor podle patentového nároku 37, vyznačující se tím, že úhel mezi zadní stěnou prvního přepadu a osou otáčení je větší nebo roven Θ, kde Θ získáme z následujícího vztahu: > .

    L h s iηθ r r

    Q = 9 8 “ g' s, kde g ' s = z gE kde Q je rychlost toku první tekutiny přes první přepad v litrech za sekundu, L je délka prvního přepadů v centimetrech, h je výška.průtoku první tekutiny přes hranu prvního přepadu v centimetrech, V Je kinematická viskozita první tekutiny v centistokách, <je je gravitační zrychleni, r je poloměr hrany prvního přepadu a CO je úhlová rychlost separační komory v radiánech za sekundu.

    Separátor podle nároku 37, vyznačující se tím, že dále obsahuje:

    tlakovou komoru pro tekutinu umístěnou směrem vně z kruhu vzhledem k hraně druhého přepadu určenou pro příjem druhé tekutiny při jejím opuštění výstupního průchodu, která obsahuje výstupní přepad s hranou, přes kterou může téci druhá tekutina při výstupu z tlakové komory pro tekutinu;

    plynovou komoru umístěnou ve spojení dráhy tekutiny s výstupním koncem výstupníHo průchodu a pokračující směrem vně z kruhu k tlakové komoře pro tekutinu, přičemž plynová komora obsahuje průchod pro průnik plynu, jímž může přebytečný plyn opouštět plynovou komoru do tlakové komory pro tekutinu;

    průchod pro zavádění plynu, jímž může být do plynové komory zaváděn plyn; a prostředky pro zavádění toku plynu do plynové komory, zadní stěnu prvního přepadu, která má takový tvar, že výstupní pasáž pro první tekutinu pokračuje směrem dovnitř kruhu vzhledem k tlakové komoře pro tekutinu, průchodu pro zavádění plynu a výstupnímu přepadu.

    . Zařízení pro odstředivou separaci směsi s nemísitelnými složkami první kapaliny a druhé kapaliny různých hustot na složky, vyznačující se tím, že obsahuje:

    podlouhlý dutý vstupní hřídel válcového tvaru s otevřeným vstupním zakončením určeným pro příjem směsi a otevřeným výtokovým zakončením, jímž je směs dodávána do přístro je ^ __________ _________ _ . _ _ ___________, rotor otáčivě umístěný sousose se vstupním ventilem, obklopuj ící recepční prostředky hřídele, separační přičemž uvedený rotor obsahuje ze vstupního příjem směsi pro příjem směsi prostředky pro z recepčních prostředků a pro automatickou separaci směsi na tekuté složky, aniž by bylo třeba vnějšího řízení nebo nastavování, a prostředky pro výtok separovaných tekutin ze směsi z rotoru, přičemž rotor dále obsahuje kruhovitou podélnou vnější stěnu obklopující vstupní hřídel a jeden z okrajů vnější stěny je otáčivě spojen s vstupním hřídelem a izolován vůči němu;

    rotační prostředky pro otáčení rotoru kolem vstupního hřídele; a obal obklopující rotor určený pro přijímání a shromažďováni separovaných tekutin z rotoru.
39. 42. Zařízení podle nároku 41, vyznačující se tím, že mezi separační prostředky patří podlouhlá kruhovitá separační komora se vstupním hřídelem přibližně v centru kruhovité separační komory, přičemž separační komora má kruhovité vstupní zakončení pro vstup směsi z recepčních prostředků rotoru, podlouhlou kruhovitou vnitřní stěnu, podlouhlou kruhovitou vnější stěnu a kruhovité výtokové zakončení, ňa němž je umístěn první přepad připojený k centrální stěně. První přepad je rozložen vně z kruhu směrem k vnější stěně k poloměru průchodu pro těžší kapalinu, ₍-pokračuje směrem dovnitř kruhu od poloměru průchodu pro těžší kapalinu a končí na kruhovitém okraji před stykem s vnitřní stěnou, čímž vytváří průchod pro těžší kapalinu mezi prvním přepadem a vnější stěnou a průchod pro lehčí kapalinu mezi okrajem prvního přepadu a vnitřní stěnou, a dále obsahuje kanál pro lehčí kapalinu procházející přepadem přibližně v místě ohybu, průchodem pro těžší kapalinu a vnější stěnou.
40. 43. Zařízení podle nároku 42, vyznačující se tím, že dále obsahuje větší množství desek, umístěných radiálně v malé vzdálenosti od sebe, mezi vnitřní stěnou a vnější stěnou separační komory.
41. 44. Zařízení podle nároku 43, vyznačující se tím, že směs obsahuje olej a vodu a desky obsahují lipoíilní materiál.
42. 45. Zařízení podle nároku 42, vyznačující se tím, že dále obsahuje větší množství lopatek připojených k vnitřní a vnější stěně separační komory pokračujících radiálně do separační komory.