SE504007C2 - Inloppsanordning för centrifugalseparator - Google Patents

Description

504 007 10 15 20 25 30 35 så att den tillförda vätskeformiga blandningen bringas att under drift strömma på önskat sätt till inloppskanalens mynning, som är belägen på en för den aktuella tillämp- ningen lämplig radiell nivå i separeringskammaren, under det att inloppskammaren hålles fylld radiellt inåt till en sådan radiell nivå att den tillförda vätskeformiga bland- ningen kan mottagas skonsamt i inloppskammaren och skonsamt medbringas i rotorns rotation. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen är att åstad- komma en inloppsanordning för en centrifugalseparator, vil- ket gör det möjligt att med enkla och kostnadsbesparande medel kunna modifiera en centrifugalseparator så att den kan tillämpas inom ett brett användningsområde.

Detta åstadkommer man enligt den föreliggande uppfinningen genom att utforma en inloppsanordning av det inledningsvis beskrivna slaget även med en andra del, som är bildad av en stympat konisk strömningsskiva och är anordnad på en sida av den första delen, som är vänd mot separeringskammaren, mellan den första inloppskanaldelens utlopp och stapeln av separeringsskivor. Strömningsskivan är inrättad att mot separeringskammaren avgränsa minst en andra inloppskanal- del, vilken är ansluten till den första inloppskanaldelen vid dess utlopp och mynnar i separeringskammaren via minst en mynning, vilken är anordnad i strömningsskivan och belä- gen på det förutbestämda radiella avståndet från rotation- saxeln och på ett radiellt avstånd från den första inlopps- kanaldelens utlopp. Den andra inloppskanaldelen har en rotationsaxeln omslutande zon, som är belägen radiellt mellan den första inloppskanaldelens utlopp och nämnda mynning, och som väsentligen är fri från hinder för en under drift i denna zon befintlig vätskeformig blandning att strömma i omkretsriktningen relativt inloppsanordning- en, varvid den andra inloppskanaldelen är så inrättad att 10 15 20 25 30 35 504 G07 väsentligen all vätskeformig blandning av komponenter under drift strömmar genom densamma mot mynningen.

För att anpassa inloppsanordningen till den aktuella tillämpningen behöver härigenom endast inloppsanordningens andra del, som är bildad av en lätt modifierbar konisk strömningsskiva, eventuellt modifieras.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen är inlopps- anordningens första och andra delar lösbart sammansatta.

Den andra inloppskanaldelen är lämpligen avgränsad av den andra delen tillsammans med den första delen och öppen radiellt utåt mot separeringskammaren för att minska risken för igensättning av eventuell i den tillförda vätskebland- ningen förekommande specifikt tunga partiklar eller fibrer.

Radiellt inåt är den andra inloppskanaldelen företrädesvis sluten för att undvika att oseparerad blandning av kompo- nenter läcker över mot en radiellt inre del av separerings- kammaren och förorenar en separerad specifikt lätt kompo- nent, som ansamlats i denna del av separeringskammaren.

I en speciell utföringsform av uppfinningen är den andra inloppskanaldelens mynning belägen radiellt utanför den första inloppskanaldelens utlopp. Härvid är den andra inloppskanaldelens mynning sedd i rotationsriktningen företrädesvis belägen bakom den första inloppskanaldelens utlopp.

I en annan utföringsform av uppfinningen innefattar den andra inloppskanaldelen en ytterligare zon, vilken är be- lägen radiellt mellan den första inloppskanaldelens utlopp och nämnda mynning. I denna zon är organ anordnade fast förbundna med inloppsanordningens andra del för att i 10 15 20 25 30 35 584 007 rotorns rotation medbringa den in i denna andra inloppska- naldel under drift inströmmande vätskeformiga blandningen.

Härigenom kan man med enkla medel modifiera inloppsanord- ningen så att dess flödeskapacitet vid behov kan ökas och ett ännu större användningsområde för centrifugalseparatorn kan erhållas utan att antalet dyrbara detaljer ökar.

Uppfinningen beskrivs i det följande närmare med hänvisning till bifogade ritningar.

På dessa visar figur l schematiskt en axialsektion genom en rotor i en centrifugalseparator med en inloppsanordning enligt uppfin- ningen, och figur 2 en del av den i centrifugalseparatorn enligt figur 1 ingående inloppsanordningen enligt uppfinningen sedd underifrån, Den i figur 1 visade rotorn innefattar en överdel 1 och en underdel 2, vilka delar hålls samman av en låsring 3.

Rotorn uppbärs av en drivaxel 4 som är förbunden med under- delen 2. Inuti rotorn är en ventilslid 5 anordnad axiellt rörlig i underdelen 2. Ventilsliden 5 avgränsar tillsammans med överdelen l en separeringskammare 6 och är anordnad att öppna och stänga en ringformig spalt vid separeringskamma- rens 6 största periferi mellan separeringskammaren 6 och utloppsöppningarna 7 för intermittent utsläppande av en komponent, som under drift utseparerats ur en rotorn till- förd vätskeblandning och ansamlats vid separeringskammarens 6 periferi. Ventilsliden 5 avgränsar tillsammans med under- delen 2 en stängningskammare 8, som är försedd med ett inlopp 9 och ett strypt utlopp 10 för en stängningsvätska. 10 15 20 25 30 35 504 007 Centralt i rotorn är en inloppsanordning anordnad, som är sammansatt av en första del 11 och en andra del 12. Den första delen 11 omsluter och avgränsar en inloppskammare 13 fràn separeringskammaren 6. Centralt i inloppskammaren 13 är ett stationärt tilloppsrör 14 anordnat. Den första delen ll bildar en första inloppskanaldel 15, som är försedd med medbringande vingar, har ett radiellt inre inlopp 16 i in- loppskammaren 13 och ett radiellt utanför detta beläget utlopp 17.

I det i figur 1 visade exemplet är den första inloppskanal- delen 15 öppen radiellt utàt via en passage under den första delen 11. Härigenom kan specifikt tunga partiklar eller fibrer, som eventuellt förkommer i den tillförda vätskeblandningen och utsepareras i den första inloppska- naldelen 15 fritt strömma radiellt utåt genom denna passage och vidare ut mot separeringskammarens 6 radiellt yttersta periferi. För att inte den huvudsakliga vätskeströmningen skall ske genom passagen utan genom den första inloppska- naldelens 15 utlopp 17 är passagen rotoraxeln omslutande och väsentligen fri från hinder för en i passagen befintlig vätska att strömma i omkretsriktningen relativt inlopps- anordningen varigenom ett motstånd mot vätskeströmning radiellt genom passagen skapas. Alternativt kan dock den första inloppskanaldelen 15 vara sluten radiellt utàt inom ramen för den föreliggande uppfinningen.

Inloppsanordningens andra del 12, som är bildad av en lätt modifierbar strömningsskiva, är anordnad pá den sida av in- loppsanordningens första del ll, som är vänd mot separe- ringskammaren 6. Den andra delen 12 avgränsar tillsammans med den första delen ll minst en andra inloppskanaldel 18, som är ansluten till den första inloppskanaldelen 15 vid dess utlopp 17 och mynnar i en eller flera i strömnings- skivan på det ovannämnda förutbestämda radiella avståndet 10 15 20 25 30 35 504 007 fràn rotationsaxeln anordnade mynningar 19. Den andra delen 12 av inloppsanordningen är härvid företrädesvis lösbart förbunden med den första delen 11 men inloppsanordningens båda delar kan även sammanfogas permanent.

Den i figuren såsom exempel visade mynningarna 19 utgörs av ett i strömningsskivan anordnat hål men mynningarna 19 kan även utgöras av strömningsskivans radiellt yttre kant eller från denna radiellt yttre kant radiellt inåt sig sträckande slitsar. I det visade exemplet är mynningarna 19 belägen radiellt utanför den första inloppskanaldelens 15 utlopp 17 men den kan även vara belägen radiellt innanför den första inloppskanaldelens 15 utlopp 17.

Mellan den första inloppskanaldelens 15 utlopp 17 och den andra kanaldelens mynningar 19 har den andra inloppskanal- delen 18 en rotationsaxeln omslutande zon 20, som väsent- ligen är fri från hinder för en under drift i denna zon befintlig vätskeformig blandning att strömma i omkretsrikt- ningen relativt inloppsanordningen och en ytterligare zon, vilken sträcker sig radiellt, och i vilken organ är anord- nade fast förbundna med inloppsanordningens andra del för att i rotorns rotation medbringa den in i denna andra inloppskanaldel under drift inströmmande vätskeformiga blandningen.

I det i figur 1 visade exemplet är två staplar 22 och 23 av ett antal stympat koniska separeringsskivor 24 resp. 25 anordnade på varandra inuti separeringskammaren 6 koaxiellt med rotationsaxeln. Separeringsskivorna inom vardera sta- peln är företrädesvis identiska.

Separeringsskivorna 24 i den i figuren visade nedre stapeln 22 har axiellt i linje med varandra och den andra inlopps- kanaldelens mynningar 19 belägna hål, vilka tillsammans 10 15 20 25 30 35 504 007 bildar en med den andra inloppskanaldelen 18 kommunicerande fördelningskanal 26. Alternativt kan fördelningskanalen 26 bildas av separeringsskivans 24 radiellt yttre kant eller av från denna kant sig sträckande slitsar.

Vid en radiell nivå på ett avstånd från fördelningskanalens 26 radiella nivå har dessa separeringsskivor 24 axiellt i linje med varandra belägna hål, vilka tillsammans bildar en utloppskanal 27 för en vätska, ur vilken specifikt tunga komponenter förseparerats i den nedre stapeln 22 av sepa- reringsskivor 24.

Separeringsskivorna 25 i den övre stapeln 23 har axiellt i linje med varandra och utloppskanalen 27 i den första stapeln 22 belägna hàl, vilka tillsammans bildar en fördel- ningskanal 28 för fördelning av ut ur utloppskanalen 27 i den första stapeln 22 under drift strömmande vätska ut i mellanrummen mellan separeringsskivorna 25 i den övre stapeln 23. Överdelen 1 bildar i sin i figuren visade övre ände dels en central utloppskammare 29 för utmatning av en under drift separerad specifikt tung vätskeformig komponent, dels en central utloppskammare 30 för utmatning av en under drift separerad specifikt lätt vätskeformig komponent. Den först- nämnda utloppskammaren 29 kommunicerar med separeringskam- maren 6 via en i överdelen 1 formad utloppskanal 31 och ett bräddavlopp 32. Den i överdelen 1 bildade kanalen 31 mynnar i en radiellt yttre del av separeringskammaren 6. Den sist- nämnda utmatningskammaren 30 kommunicerar via ett bräddav- lopp 33 med en central del av separeringskammaren 6.

I bägge utloppskamrarna 29 och 30 är ett stationärt utmat- ningsorgan 34 respektive 35 anordnade för att på känt sätt utmata tung respektive lätt separerad vätskeformig kompo- 10 15 20 25 30 35 504 007 nent genom invändiga utmatningskanaler 36 respektive 37 mot tillhörande utlopp 38 respektive 39.

Figur 2 visar inloppsanordningens andra del 12 i form av en stympat konisk strömningsskiva sedd underifrån. En pil visar rotorns och därmed strömningsskivans rotationsrikt- ning under drift.

Den andra delen 12, som omsluter rotationsaxeln har på sin undersida ett flertal raka långsträckta medbringande organ 40, som är jämnt fördelade runt separeringsskivans centrum och sträcker sig radiellt genom en radiellt inre zon av inloppsanordningens andra del 12. Vid en förutbestämd radiell nivå, vilken i det i figuren visade exemplet är belägen vid en radiellt yttre del av inloppsanordningens andra del är densamma försedd med hål, vilka bildar myn- ningar 19 till den i figur 1 visade andra inloppskanaldelen 18. Läget för den i figur 1 visade första inloppskanalde- lens 15 utlopp 17 relativt den andra delen antyds med cirklar, som är ritade med streckade linjer. Sett i rota- tionsriktningen är mynningarna 19 belägna bakom utloppen 17.

En centrifugalseparator som är utformad enligt uppfinningen fungerar på följande sätt: Vid start av centrifugalseparatorn bringas rotorn att rotera och separeringskammaren 6 tillsluts genom att stäng- ningsvätska tillförs stängningskammaren 8 genom inloppet 9.

Därefter kan den vätskeformiga blandning av komponenter, som skall centrifugeras, tillföras inloppskammaren 13 via tillsatsröret 14.

Från inloppskammaren 13 strömmar den tillförda vätskan radiellt utåt genom den i den första delen 11 anordnade 10 15 20 25 30 35 504 007 första inloppskanaldelen 15 där den medbringas i rotorns rotation medelst de på den första delen 11 anordnade ving- arna och via utloppen 17 vidare in i den i den andra delen 12 anordnade andra inloppskanaldelen 18. Härvid strömmar vätskan radiellt utåt först genom en zon 21, i vilken organ är anordnade för att ytterligare medbringa vätskan under dess strömning radiellt utåt för att sedan strömma vidare radiellt utåt genom en rotationsaxeln omslutande zon 20, vilken väsentligen är fri från hinder för en under drift i denna zon befintlig vätskeformig blandning att strömma i omkretsriktningen relativt inloppsanordningen. Under dess strömning radiellt utåt mot mynningen 19 kommer vätskan sträva att rotera med en lägre vinkelhastighet än rotorn och därigenom skapa ett motstånd för strömning radiellt genom denna zon.

Härigenom kan ett mottryck upprätthàllas i inloppsanord- ningen, vilket möjliggör att inloppskammaren kan hållas fylld radiellt inåt till en liten radie och därmed åstad- komma ett inlopp, som är skonsamt för den tillförda vätskan och inte försvårar möjligheterna till ett tillfredsställan- de separeringsresultat vid ett visst flöde genom centrifu- galseparatorn, utan att behöva minska radierna hos övriga vätskenivåer i centrifugalseparatorn.

Innehåller den tillförda vätskeblandningen specifikt tunga partiklar eller fibrer kommer en del därav att utsepareras och ansamlas på den andra delens 12 undersida och strömma radiellt utåt utmed densamma. Genom att den andra inlopps- kanaldelen 18 är öppen radiellt utåt kan de på detta sätt separerade partiklarna eller fibrerna strömma vidare radi- ellt utåt och ansamlas vid separeringskammarens 6 radiellt yttersta del varifrån de intermittent kan utsläppas genom utloppsöppningarna 7. Härigenom minskas risken för igen- sättning av centrifugalseparatorn. Den radiellt utåtriktade 504 007 10 10 15 20 25 30 35 strömningen befrämjas av att mynningarna 19 sett i rota- tionsriktningen är belägna bakom utloppen 17. Det på den andra delens 12 undersida ansamlade skiktet av partiklar eller fibrer kommer nämligen därigenom att påverkas av en med centrifugalkraften samverkande radiellt utåtriktad skjuvkraft från strömningen i ett så kallat "Ekman-skikt".

Den vätskeformiga blandning, ur vilken partiklar eller fibrer på detta sätt separerats strömmar via mynningarna 19 vidare in i fördelningskanalen 26 i den nedre stapeln 22 av separeringsskivor 24 och fördelas ut i mellanrummen mellan dessa separeringsskivor 24.

I dessa mellanrum strömmar vätskan radiellt inåt mot ut- loppskanalen 27, varvid kvarvarande specifikt tunga parti- klar och fibrer utsepareras. För att hindra vätska från att strömma radiellt inåt förbi utloppskanalen och eventuellt läcka över till utloppskammaren 30 för separerad specifikt lätt vätskeformig komponent och förorena denna kan separe- ringsskivorna 24 vara utformade med en radiellt innanför utloppskanalen 27 belägen zon, som omsluter rota- tionsaxeln och är väsentligen fri från hinder för en under drift i denna zon befintlig vätskeformig blandning att strömma i omkretsriktningen relativt rotorn. Härigenom skapas ett motstånd mot strömning radiellt inåt genom denna ZOn.

Från utloppskanalen 27 strömmar den från partiklar eller fibrer renade vätskan in i fördelningskanalen 28 i den övre stapeln 23 av separeringsskivor 25 och fördelas ut i mel- lanrummen mellan dessa skivor. I dessa mellanrum sker strömningen radiellt utåt under det att en specifikt lätt vätskekomponent separeras från en specifikt tyngre vätske- komponent. 10 15 20 25 504 097 ll Under separeringen strömmar den specifikt tyngre vätskekom- ponenten radiellt utåt och ansamlas i separeringsrummets 6 radiellt yttre del, medan den specifikt lättare vätskekom- ponenten strömmar radiellt inàt och ansamlas i separerings- kammarens 6 radiellt innersta del.

Den specifikt tyngre vätskekomponenten strömmar ut ur sepa- reringskammaren 6 genom utloppskanalen 31 och via bräddav- loppet 32 in i utloppskammaren 29. Ur utloppskammaren 29 matas vätskan genom invändiga utmatningskanaler 36 i ett stationärt utmatningsorgan 34 ut mot ett utlopp 38. Den separerade specifikt lättare vätskekomponenten strömmar ut ur separeringskammaren 6 via ett bräddavlopp 33 in i ut- loppskammaren 30, från vilken den utmatas genom invändiga utmatningskanaler 37 i ett stationärt utmatningsorgan 35 mot ett utlopp 39.

För att uppnå ett önskat separeringsresultat skall vätske- strömningarna bringas att ske på avsett sätt i centrifugal- separatorn under de förutsättningar, som råder vid den aktuella tillämpningen.

Genom att utforma en inloppsanordning för en centrifugalse- parator enligt den föreliggande uppfinningen kan den med enkla medel modifieras och anpassas till den aktuella tillämpningens förutsättningar.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 504 007 12 Patentkrav

1. Inloppsanordning för en centrifugalseparator, vars rotor är roterbar i en förutbestämd rotationsriktning kring en rotationsaxel och avgränsar - en inloppskammare (13) för en vätskeformig blandning av komponenter, som skall separeras, - en inloppskammaren (13) omgivande separeringskammare (6), vilken är avgränsad fràn inloppskammaren (13) medelst en första del (ll) av inloppsanordningen, och vilken kommuni- cerar med denna inloppskammare (13) via minst en i inlopps- anordningen bildad inloppskanal, vilken har en mynning i separeringskammaren (6) belägen på ett förutbestämt avstånd från rotationsaxeln, och av vilken en inloppskanaldel är bildad i den första delen med ett radiellt inre inlopp (16) och ett radiellt utanför detta beläget utlopp (17), och - minst en utloppskammare (29, 30) för en i separeringskam- maren (6) under drift separerad komponent varvid minst en stapel (22) av på avstånd från varandra anordnade stympat koniska separeringsskivor (24) är place- rad i separeringskammaren (6) koaxiellt med rotorn, vilka separeringsskivor (24) mellan sig bildar mellanrum, som kommunicerar med nämnda inloppskanal via minst en fördel- ningskanal (26), k ä n e t e c k n a d a v att inloppsanordningen även har en andra del (12), som är bildad av en stympat konisk strömningsskiva och är anordnad pà en sida av den första delen (ll), som är vänd mot sepa- reringskammaren (6), mellan den första inloppskanaldelens 10 15 20 25 30 504 007 13 (15) utlopp (17) och stapeln av separeringsskivor (24) och är inrättad att mot separeringskammaren (6) avgränsa minst en andra inloppskanaldel (18), vilken är ansluten till den första inloppskanaldelen (15) vid dess utlopp (17) och mynnar i minst en i strömningsskivan anordnad mynning (19), vilken är belägen på det ovannämnda förutbestämda radiella avståndet från rotationsaxeln och på ett radiellt avstånd från den första inloppskanaldelens (15) utlopp (17), och vilken andra inloppskanaldel (18) har en rotationsaxeln omslutande zon (20), som är belägen radiellt mellan den första inloppskanaldelens (15) utlopp (17) och nämnda mynning (19), och som väsentligen är fri från hinder för en under drift i denna zon (20) befintlig vätskeformig bland- ning att strömma i omkretsriktningen relativt inloppsanord- ningen, varvid den andra inloppskanaldelen (18) är så in- rättad att väsentligen all vätskeformig blandning av kompo- nenter under drift strömmar genom densamma mot mynningen (19).

2. Inloppsanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den första och den andra delen (ll resp. 12) är lösbart sammansatta.

3. Inloppsanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att den andra delen (12) är inrättad att tillsammans med den första delen (11) avgränsa den andra inloppskanaldelen (18).

4. Inloppsanordning enligt krav l, 2 eller 3, k ä n n e - t e c k n a d a v att den andra inloppskanaldelen (18) är öppen radiellt utåt mot separeringskammaren (6). 10 15 20 504 007 14

5. Inloppsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra inloppskanalde- len (18) är sluten radiellt inåt mot separeringskammaren (6)-

6. Inloppsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra inloppskanal- delens (18) mynning (19) är belägen radiellt utanför den första inloppskanaldelens (15) utlopp (17).

7. Inloppsanordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra inloppskanaldelens (18) mynning (19) sedd i rotationsriktningen är belägen bakom den första inlopps- kanaldelens (15) utlopp (17).

8. Inloppsanordning enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra inloppskanalde- len (18) även innefattar en ytterligare zon (21), vilken är belägen radiellt mellan den första inloppskanaldelens (15) utlopp (17) och nämnda mynning (19), och i vilken zon (21) organ (40) är anordnade fast förbundna med inloppsanord- ningens andra del (12) för att i rotorns rotation medbringa den in i denna andra inloppskanaldel (18) under drift in- strömmande vätskeformiga blandningen. _nw