NO851283L - Vaeskesepareringsanordning - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en væskesepareringsanordning.

Vaeskesepareringsanordninger som benytter en syklonseparator er kjent fra f.eks. US-PS 4,237,006 og internasjonal ansøkning PCT/AU83/00028.

På den ene side er det problem med anordninger av den ovenfor beskrevne type at det kreves mange sammenkoblinger for syklonseparatoren, særlig, men ikke utelukkende når flere syklonseparatorer kombineres i en gruppe. Videre, i tilfeller der syklonseparatoren utsettes for slitasje, slik som på grunn av naturen til den væskeblanding som separeres eller på grunn av strømningsforholdene inne i syklonseparatoren, kan det trengs forholdsvis ofte utskifting av separatoren. Normalt er det imidlertid nødvendig å utforme separatoren med en betydelig veggtykkelse for å gjøre separatoren sterk nok til å tåle trykkreftene under drift, og det kan derfor medføre betydelige omkostninger å skifte ut separatoren.

Et formål med oppfinnelsen er å komme frem til en væskesepareringsanordning som i det minste delvis gjør det mulig å redu-sere det ene eller begge de ovenfor nevnte problemer.

I henhold til et aspekt angår oppfinnelsen en væskesepareringsanordning som omfatter en syklonseparator som har et inn-løp og oppstrøms og nedstrøms utløp, idet syklonseparatoren er anbragt inne i et hus med innløpet til syklonseparatoren åpent mot det indre av huset.

Nærmere bestemt angår oppfinnelsen en væskesepareringsanordning som omfatter en syklonseparator anordnet for å separere en væskeblanding i komponenter av denne, montert inne i et hovedsakelig lukket hus, hvilken syklonseparator har i det minste et tilførselsinnløp, et overløps-utløp og et underløps-utløp, og idet innløpet til syklonseparatoren er åpent mot et kammer avgrenset inne i det indre av huset, hvilket hus har et innløp for tilførsel av væskeblandingen for strømning gjennom kammeret til tilførselsinnløpet til syklonseparatoren, idet. de nevnte utløp kommuniserer med det ytre av huset.

I henhold til et annet aspekt angår oppfinnelsen en væskesep-arerningsanordning som omfatter flere syklonseparatorer anordnet for å separere en væskeblanding i to komponenter av denne, og et hovedsakelig lukket hus med flere syklonseparatorer anordnet inne i det indre av dette, idet hver syklonseparator har i det minste et tilførselsinnløp, et overløps-utløp og et underløps-utløp, og idet innløpet til i det minste en av syklonseparatorene er åpent mot et kammer avgrenset av det indre av huset, idet huset er utstyrt med en innløpsanord-ning for innstrømning av væske som skal separeres inn i huset, og væskesepareringsanordningen er utstyrt med en første og annen utløpsanordning for utstrømning av de respektive, separerte væskekomponenter.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere ved hjelp av et eksempel, under henvisning til de vedføyde tegninger, der: Fig. 1 er et aksialsnitt gjennom en væskesepareringsanordning som er konstruert i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 2 er et tverrsnitt etter linjen 2-2 i fig. 1.

Fig. 3 er et aksialsnitt i forstørret målestokk, gjennom en del av en syklonseparator som inngår i separatoranordningen i fig. 1, på det sted der denne er ført gjennom en skillevegg i et hus i separatoranordningen, og Fig. 4 er et aksialsnitt gjennom en annen væskesepareringsanordning konstruert i henhold til oppfinnelsen.

Separatoranordningen 8 vist i fig. 1 omfatter et hus 9 som avgrenser en trykkbeholder. Huset 9 har hovedsakelig sylindrisk form, sirkelformet tverrsnitt og omfatter et hult, sylindrisk, rørlignende element 11 med innover rettede, ringformede flen-ser lia, 11b ved hver ende. Sirkelformede endeplater 13, 15 er anordnet, og disse er boltet til flensene lia, 11b ved hjelp av bolter 17 som er ført gjennom åpninger i endeplatene og inn i gjengede hull i flensene lia, 11b. Platene 13, 15 er tettet mot flensene lia, 11b, ved bruk av f.eks. mellomligg-ende tetningsringer 19, slik som vist. Det er således avgrenset inne i huset 9 et sylindrisk kammer 21 som er lukket i hver ende. Kammeret 21 er inndelt i to aksialt adskilte kammerpartier 21a, 21b ved hjelp av en indre, sirkelformet vegg 33 som rager på tvers gjennom kammeret 21, og som er løs-bart tettet rundt sin omkrets mot innsiden av elementet 11 .

To syklonseparatorer 10a, 10b er anbragt inne i huset 9, og disse befinner seg side ved side, med sine akser parallelle og parallelle med lengdeaksen til huset 9. Separatorene kan ha en slik form som er vist i US-PS 4,237,006 eller slik som vist i internasjonal ansøkning PCT/AU83/00028.

Separatorene 10a, 10b har hver et ytre hylster 26 som avgrenser et indre separeringskammer 25 som har et første, annet, tredje og fjerde sylindrisk parti 12, 14, 16 og 18, slik som vist. Disse partier har progressivt minskende diameter, og et parti 12a kan være anordnet mellom partiene 12 og 14, og dette har konisk form. Paritene 14, 16, 18 kan også ha konisk form, og i den konstruksjon som er vist i fig. 1 kjenntegnes partiene 14, 18 ved dette. Separeringskammeret 25 er utstyrt med tangentiale tilførselsinnløp 20, 22, og disse kommuniserer med partiet 12. Som vist er disse innløp i form av åpninger som rager gjennom et forholdsvist tykt veggparti av hylsteret 26, i nærheten av partiet 12, idet innløpene har en lengde som er tilstrekkelig til å sikre at separatorene virker korrekt. Et overløps-utløpsrør 34 er anordnet ragende aksialt fra partiet 12 i kammeret 25, og dette har ved sin indre ende en åpning 32 som kommuniserer med partiet 12, og ved sin ytre ende et over-løps-utløp 34b. Hver separator har et underløps-utløp 23.

Når det gjelder separatoren 10a, har partiet 12 av separatoren form som en avkortet kjegle som ender i utløpet 23. Når det gjelder separatoren 10b, er det en del 18a av partiet 18 som har form som en avkortet kjegle, og dette fører til en del 18b med sylindrisk form, som igjen fører til overløps-utløpet 23 til denne separator.

Separatoren 10a befinner seg inne i huset 9, med partiet 12 til separeringskammeret 25 ved en ende av huset og med over-løps-utløpsrøret 34 ragende gjennom en åpning i platen 13, for å være åpent mot det ytre av huset 9. Der røret 34 er ført gjennom veggen 13 er røret 34 tettet rundt sin omkrets mot åpningen i veggen som røret er ført gjennom, slik som ved at røret 34 er utstyrt med en ytre flens 34a som er boltet ved hjelp av boltene 40, som er vist ragende gjennom åpninger i platen 13 og inn i gjengede åpninger i flensen 34a. Et passende tetningselement, slik som den ringformede tetningsstrim-mel 42 som er vist kan være anordnet mellom flensen 34 og platen 13 .

Separatoren 10a rager, i en retning bort fra platen 13, gjennom en åpning 33a i skilleveggen 33, og rager derfra til et sted i nærheten av platen 15. Innløpene 20, 22 til separatoren 10a befinner seg inne i kammerpartiet 21a, mens underløps-utløpet 23 er åpent mot kammerpartiet 21b. Ved det sted der separatoren 10a er ført gjennom åpningen 33a er omkretsen av separatoren tettet mot omkretsen av åpningen 33a.

Separatoren 10b er anordnet med separeringskammerpartiet 12 nær platen 15, og med utløpsrøret 34 ført gjennom en åpning i platen 15, til det ytre av huset 9. Røret 34 til separatoren 10b er tettet rundt utsiden mot platen 15 der dette rager gjennom plateåpningen. Dette kan oppnås ved å utstyre utløps-røret 34 med en omkretsflens 34a som er boltet til platen 15 med bolter 40 som rager gjennom åpninger i platen og inn i gjengede åpninger i flensen 34a, og ved bruk av en ringformet tetningsring 42 mellom flensen og platen.

Separatoren 10b rager, i retningen bort fra platen 15, gjennom en åpning 33b i skilleveggen 33 og rager derfra gjennom en åpning i platen 13. Delen 18b av separatoren er den del som rager gjennom veggen 13, og denne del har en omkretsflens 18c som er boltet til platen 13 med bolter 46 som rager gjennom

åpninger i platen 13 og inn i gjengede åpninger i flensen 18c. En tetningsring 48 er anbragt rundt delen 18b og mellom platen 13 og flensen 18c, for å tette det ytre av separatoren 10b der denne rager gjennom platen 13. Det ytre av separatoren er

også tettet der denne rager gjennom åpningen 33b.

Innløpene 22, 20 til separatoren 10b er åpne mot kammerpartiet 21b, mens overløps-utløpsrøret 34 og underløps-utløpet 23 er åpent mot det ytre av huset 9.

Separatoranordningen 8 har en innløpsanordning som avgrenser et rør 50 som kommuniserer med en innløpsåpning 50a i platen 13, slik at røret 50 danner kommunikasjon med partiet 21a til kammeret 21.

Under bruk tilføres væskeblanding som skal separeres via røret 50 inn i kammerpartiet 21a, og strømmer deretter inn i separeringskammeret 25 til separatoren 10a via innløpene 20, 22. Inne i separatoren 10a separeres de letteste komponenter fra de tyngste komponenter, og de letteste komponenter strømmer ut fra overløps-utløpsrøret 34 til separatoren 10a, og strømmer således til det ytre av huset 9. De tyngste komponenter beveger seg i lengderetningen langs kammeret 25 og strømmer ut fra underløps-utløpet 23 til separatoren 10a. Disse tyngste komponenter strømmer således inn i kammerpartiet 21b og deretter inn i separeringskammeret 25 til separatoren 10b, ved å strømme inn gjennom innløpene 20, 22 til denne separator. På nytt strømmer de letteste komponenter i væsken som tilføres separatoren 10b ut gjennom overløps-utløpsrøret 34 til separatoren 10b, til det ytre av huset 9, mens de tyngste komponenter beveger seg i lengderetningen langs separeringskammeret 25, for å strømme ut fra underløps-utløpet 23 til separa-

toren 10b, til det ytre av huset 9.

Den beskrevne konstruksjon har den særlige fordel at det unn-gås behovet for å anordne flere ytre tilkoblinger på separatorene 10a, 10b, ettersom innstrømning i innløpene 20, 22 til hver separator kan skje direkte fra kammerpartiene 21a og 21b. Videre forenkles tetningen i hele anordningen. Dessuten kan flere anordninger 8 enkelt settes sammen i sammenkoblet tilstand, i et to- eller tre-dimensjonalt mønster, for å øke separeringskapasiteten.

Demontering av huset 9 for vedlikehold av separatorene 10a, 10b kan enkelt utføres ved å løsne og å fjerne boltene 17, 40 og/eller 46. Ettersom det i praksis ikke vil være noen stor trykkforskjell mellom kammerpartiene 21a, 21b, er det ikke nødvendig å ta særlig hensyn til tetning i åpningene 33a, 33b som separatorene rager gjennom. I praksis kan tetning oppnås ganske enkelt ved anvendelse av passende tetningsmasser som muliggjør at tetningen kan brytes når separatorene fjernes, og veggen 33 kan på lignende måte tettes mot den indre omkrets av elementet 11. Fig. 3 viser også imidlertid en konstruksjon av åpningen 33a som muliggjør at det kan oppnås en i stor grad automatisk tettevirkning når separatoren 10a settes inn i åpningen ved å beveges i retning mot platen 15, dvs. fra venstre mot høyre slik som vist i fig. 1. I dette tilfellet befinner skilleveggen 33 seg på et sted der, i montert tilstand, det parti av hylsteret 26 til separatoren 10a som avgrenser det koniske parti 14 til kammeret 25 rager gjennom åpningen 33a. Åpningen 33a har en konisitet som er større enn konisiteten til det ytre av hylsteret 26 i området ved partiet 14, og en elastisk, ringformet tetningsring 60 er anbragt på hylsteret 26 på et slikt sted at etter innføring av separatoren 10a gjennom åpningen 33a klemmes elementet mellom det ytre av hylsteret 26 og omkretsen av åpningen 33a. For å fremme denne virkning kan elementet 60 ha kileformet tverrsnitt slik som vist.

Oppfinnelsen er bare beskrevet i form av et eksempel, og det kan gjøres mange modifikasjoner. F.eks., selv om partiene 21a, 21b til kammeret 21 er vist avgrenset ved inndeling av kammeret 21 ved hjelp av en enkelt skillevegg 33, ville det være mulig å erstatte veggen 33 med to vegger, en anbragt umiddelbart til venstre for innløpene 20, 22 til separatoren 10b og en umiddelbart til høyre for innløpene 20, 22 til separatoren 10a, slik disse er vist i fig. 1. I denne konstruksjon vil det faktisk være tre kammerpartier som danner kammeret 21, med partiene 21a, 21b på hver aksiale ende av huset 9, og med et midtre kammer mellom disse. Denne konstruksjon har den fordel at det midtre kammer ikke vil utsettes for væskestrømning inn i kammeret, hvilket ville minske vekten til separatoren under bruk på grunn av en mindre mengde væske i denne til enhver tid.

Den beskrevne konstruksjon benytter et sylindrisk hus med sir-kulært tverrsnitt, men huset kan ha en annen tverrsnittsform.

Selv om det i den beskrevne separatoranordning er to separatorer 10a, 10b, kan det inngå flere separatorer. Det fore-trekkes at omtrent halvparten av separatorene er anordnet med utløpsrør 34 mot en ende av huset 9 og omtrent halvparten er anordnet med utløpsrørene 34 på den annen ende, men dette er ikke vesentlig. Alle separatorene kan f.eks. ha sine utløps-rør på en ende av huset. Separatorene kan også befinne seg med innbyrdes avstand i lengderetningen av huset 9, i stedet for (eller i tillegg til) anvendelsen av plassering side ved side.

Fig. 4 viser en modifisert separatoranordning 8A, som kan be-nyttes med en enkelt syklonseparator inne i et hus 9A. Syklonseparatoren er gitt henvisningstallet 10, og har gene-relt lignende form som separatorene 10a, 10b som tidligere er beskrevet. Nærmere bestemt har separatoren et separeringskammer 25 utstyrt med tangentialinnløp 20, 22, og disse kommuniserer med separeringskammeret. I dette tilfellet er sepa reringskammeret dannet at forholdsvis tynne metallplater, og innløpene 20, 22 er dannet av rør 20a, 22a av metallplate. På lignende måte er overløps-utløpsrøret 34 dannet av metallplater. Separeringskammeret 25 avgrenser et første, annet, tredje og fjerde sylindrisk parti 12, 14, 16 og 18, slik som i separatorene 10a, 10b. Ved underløps-utløpsenden er separatoren 10 utstyrt med en utover ragende, ringformet flens 70, mens røret 34 har en lignende, utover ragende flens 72.

Separatoren 10 er montert i et langstrakt, sylindrisk hus 9A som utgjør en trykkbeholder. Huset 9A har et sylindrisk, rør-lignende element 111 som har en innover rettet flens Illa på en ende, til hvilken flens en sirkelformet endeplate 113 er løsbart og tettende festet. Platen 113 har en åpning 113a, gjennom hvilken røret 34 rager, med flensen 72 liggende mot innerflaten av platen, tettende festet til denne. På den mot-satte ende av det rørlignende element 111 er det anordnet en tverrliggende endeplate 115 som lukker denne enden av det rør-lignende element. Platen 115 har en gjennomgående åpning 115a, og partiet 18 av separeringskammeret 25 til separatoren 10 er ført gjennom denne åpning, med flensen 70 liggende tettende mot og festet til innsiden av platen 115. Platen 113 har en åpning som fører til et innløpsrør 150. Under bruk virker arrangementet i fig. 4 på lignende måte som det som er vist i fig. 1-3. Nærmere bestemt tilføres væske som skal separeres inn i det indre av huset 9A via røret 150, hvoretter den kom-mer inn i separeringskammeret 25 til separatoren 10 via rørene 20a, 22a, og den tyngste komponent strømmer ut fra separeringskammeret i partiet 18 utenfor huset 9A. Den letteste komponent strømmer ut gjennom overløps-utløpsrøret 34a, også på utsiden av separatoren.

Arrangementet i fig. 4 har den særlige fordel at huset 9A kan være laget av material med en betydelig tykkelse og motstand mot slitasje, slik som ved abrasjon. Den indre separator 10 kan være laget av forholdsvist tynt material, men trenger ikke å være utformet som en trykkbeholder, ettersom trykket på hver side av veggen til syklonseparatoren 10 er hovedsakelig ut-lignet under bruk. Når separatoren 10 må forventes å bli ut-satt for betydelig slitasje, slik som når væsken som skal separeres inneholder slipende partikler slik som sand, kan separatoren 10 være dannet på en forholdsvis billig måte som gjør det mulig å skifte ut separatoren på en enkel måte i til-felle det inntreffer for stor slitasje.

Det vil naturligvis være mulig å utforme separatorene 10a, 10b på samme måte som separatoren 10, eller å utforme separatoren 10 på samme måte som hver av separatorene 10a eller 10b.

Disse og mange andre modifikasjoner kan gjøres uten å avvike fra oppfinnelsens idee og omfang, slik som definert i de ved-føyde patentkrav.

Claims (14)

1. Væskesepareringsanordning som omfatter en syklonseparator anordnet for å separere en væskeblanding i komponenter av denne, og montert inne i et hovedsakelig lukket hus, hvilken syklonseparator har i det minste et tilførselsinnløp, et over-løps-utløp og et underløps-utløp, og idet innløpet til syklonseparatoren er åpent mot et kammer avgrenset inne i det indre av huset, hvilket hus har et innløp for tilførsel av væskeblandingen for strømning gjennom kammeret til tilførselsinn-løpet av syklonseparatoren, idet utløpene kommuniserer med det ytre av huset.

2. Væskeseparatoranordning som angitt i krav 1, idet ytter-flaten av syklonseparatoren er innrettet til hovedsakelig fullstendig å utsettes for trykket til væskeblandingen når denne tilføres huset.

3. Væskeseparatoranordning som angitt i krav 2, idet huset er konstruert som en trykkbeholder og syklonseparatoren er tynnvegget.

4. Væsekseparatoranordning som angitt i krav 1, idet syklonseparatoren kan fjernes fra huset ved å demonteres.

5. Væskeseparatoranordning som angitt i krav 1, idet huset er sylindrisk og har motstående, lukkede ender.

6. Væskeseparatoranordning som angitt i krav 5, idet de nevnte utløp er åpne mot det ytre av huset ved de motstående ender av huset.

7. Væskeseparatoranordning som omfatter flere syklonseparatorer anordnet for å separere en væskeblanding i to komponenter av denne, og et hovedsakelig lukket hus med syklonseparatorene montert inne i det indre av dette, idet hver syklonseparator har i det minste et tilførselsinnløp, et overløps- utløp og et underløps-utløp, og idet innløpet til i det minste en av syklonseparatorene er åpent mot et kammer avgrenset i det indre av huset, hvilket hus er utstyrt med en innløpsan-ordning for innstrømning av væske som skal separeres inn i huset, og idet væskeseparatoranordningen er utstyrt med en første og annen utløpsanordning for utstrømning av de respektive, separerte væskekomponenter.

8. Væskesepareringsanordning som angitt i krav 7, idet over-løps-utløpene til syklonseparatorene kommuniserer med det ytre av huset og danner den første utløpsanordning, og at under-løps-utløpet til den nevnte, ene separator kommuniserer med det ytre av huset og danner den annen utløpsanordning.

9. Væskesepareringsanordning som angitt i krav 8, idet kammeret er inndelt i det minste i to deler, idet innløpsanord-ningen danner innløp til den første del og tilførselsinnløpet til en første av syklonseparatorene er åpen mot denne første del, idet underløps-utløpet til den første syklonseparator er åpent mot den annen av kammerdelene og innløpet til den nevnte, ene syklonseparator er åpent mot den annen kammerdel.

10. Væskesepareringsanordning som angitt i krav 9, idet huset er hovedsakelig sylindrisk, og syklonseparatorene rager aksialt side ved side i lengderetningen av huset.

11. Væskesepareringsanordning som angitt i krav 10, idet overløps-utløpene til den første og den nevnte, ene syklonseparator er åpne mot det ytre av huset ved de respektive, motstående ender av huset, og underløps-utløpet til den ene syklonseparator er åpent mot den ende av huset som overløps-utløpet til den første syklonseparator er åpen mot.

12. Væskesepareringsanordning som angitt i krav 7-11, idet inndelingen er oppnådd ved hjelp av en eller flere vegger som rager i tverretning av huset, og gjennom hvilke syklonseparatorene er ført.

13. Væskesepareringsanordning som angitt i krav 7-12, idet huset er konstruert som en trykkbeholder, og syklonseparatorene kan fjernes fra huset ved å demonteres.

14. Væskesepareringsanordning som omfatter en syklonseparator som har et innløp og oppstrøms og nedstrøms utløp, hvilken syklonseparator er anbragt inne i et hus, med innløpet til syklonseparatoren åpent mot det indre av huset.