CN101389393A - 离心分离器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于清洁含有液体杂质的气体的离心分离器。该离心分离器包括固定壳体(1)，其包围分离空间(2)并具有内壁表面(3)。旋转部件(4)被设置在分离空间(2)内并设置为绕旋转轴(x)沿旋转方向旋转。旋转部件使气体旋转以将液体杂质从气体中分离。气体出口(10)设置成用于排出经过清洁的气体。第一液体出口(12)被设置在旋转部件下游，用于排出分离出的液体杂质。分离空间包括在旋转部件和内壁表面之间延伸的环形表面。环形表面被设置为将液体杂质径向向外地传输至第一液体出口(12)。

Description

离心分离器
技术领域
本发明通常涉及一种用于清洁气体去除液体杂质例如油滴和油雾的离心分离器。更特别地，本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的离心分离器。
背景技术
SE523690C中公开了一种这样的离心分离器，其用于清洁含有油滴和/或油雾形式的液体杂质的气体。用于经过清洁气体的气体出口在公知的离心分离器内从分离空间的下部伸出。紧靠气体出口的上方，具有形成环形表面并延伸进入分离空间的防护部件。在防护部件上方一定距离处，有多个用于释放从分离空间中分离出的油的出口孔。分离出的油被分离空间的内壁捕获并朝着出口孔向下流动。在防护部件的下游，气体出口附近也有一个环形末端表面。
堆积在或者存在于靠近这种环形表面的层内的液体杂质，例如油，由于该层内的气流旋转被非旋转表面带来的摩擦力减速的原因，将被径向向内地向该表面上的分离空间的中心输送。因此很难从分离空间中排出液体杂质。
发明内容
本发明的目的是提供一种离心分离器，能够以有效的方式从气体中分离液体杂质。而且，本发明的目的在于一种具有简单结构并能够确保将位于环形表面上的分离出的液体杂质从分离空间送出的离心分离器。
上述目的通过先前限定的离心分离器实现，其特征在于，环形表面被设置为将液体杂质径向向外地传输至第一液体出口。通过以这样的方式设置该表面，利用气流的携带，存在于该表面上的液体杂质向外朝着第一液体出口移动。
根据本发明的一个实施例，该离心分离器包括多个设置在环形表面上并设置为促进所述传输的引导部件。利用这些引导部件，液体杂质由于分离空间内气流的影响就将被朝着直径更大的方向向外输送并因此被送至内壁表面和第二液体出口。有利地，所见的径向向外的所述引导部件沿旋转方向指向前方。由于这种倾斜的，或者说相对于径向方向倾斜的部件，相对于旋转和气流方向，引导部件上游侧和下游侧上的液体杂质即可被向外朝着第一液体出口输送。
根据本发明进一步的实施例，所述引导部件沿旋转轴的方向来看基本是直的。引导部件沿旋转轴的方向来看也可以有利地是弯曲的。
根据本发明进一步的实施例，所述引导部件被设置为从环形表面向上延伸的肋条。可选地，所述引导部件可以被设置为从环形表面向下延伸的凹槽。
根据本发明进一步的实施例，每个引导部件都具有第一径向内端和第二径向外端，其中径向外端位于内壁表面附近但隔开一定距离以在内壁表面和径向外端之间形成径向外部通道。用这样的方式，分离出的液体杂质到达内壁后就将在环形表面上沿内壁表面流动直至到达第一液体出口的一个出口孔为止。
根据本发明进一步的实施例，径向内端位于环形表面的环形内端附近但隔开一定距离以在环形内端和径向内端之间形成径向内部通道。有利地，环形表面的环形内端可以由向上伸出的围绕表面，例如基本为圆柱形的表面来限定。由环形表面上的气流向内输送的液体杂质，将随后沿该通道流动直至被某一个引导部件捕获并可以向外朝第一液体出口输送。
根据本发明进一步的实施例，环形表面是圆锥形的并且向外和向下倾斜。
根据本发明进一步的实施例，第一液体出口包括在内壁表面径向外侧绕分离空间延伸的环形收集通道。有利地，第一液体出口可以包括至少一个在分离空间和收集通道之间延伸并连接环形表面的出口孔，
根据本发明进一步的实施例，离心分离器以旋转轴基本竖直地延伸这样的方式设置，其中固定壳体具有上端和下端且其中第一液体出口被设置在下端。这样环形表面即可构成分离空间的下端表面。
根据本发明进一步的实施例，气体出口被设置在上端附近。
根据本发明进一步的实施例，旋转部件包括多个分离盘。
根据本发明进一步的实施例，离心分离器还包括第二液体出口，第二液体出口被设置在气体出口上游和第一液体出口下游，用于排出分离出的液体杂质，并包括至少一个出口孔。通过这种进一步设置的液体出口，就有可能收集在内壁表面上向气体出口输送的液体杂质。有利地，第一液体出口构成主出口而第二液体出口构成残余物出口，其中大部分液体杂质将沿内壁表面向下流至第二液体出口。可能有较少部分的液体杂质将由于向上流动的气流而被沿内壁表面向上输送至第一液体出口。通过这样的设置，可以确保基本上将全部的液体杂质从待清洁气体中正确地分离，并随后将完全洁净的气体通过气体出口送出离心分离器。
根据本发明进一步的实施例，离心分离器包括环绕的环形凹槽，环形凹槽从固定壳体内的内壁表面向外延伸并具有环形的底面，其中出口孔从底面向外延伸。利用这样的从壁面向外延伸也就是伸入固定壳体壁内的环形凹槽，即可捕获沿内壁表面流动的液体杂质。液体杂质在沿旋转方向的旋转路径内以相对较高的速度转动。液体杂质将被收集在环形凹槽内并沿环形凹槽的旋转方向流动。
根据本发明进一步的实施例，第二液体出口也包括环形收集通道，环形收集通道在环形凹槽径向外侧绕分离空间延伸。用这样的方式，能够以简单便捷的方式收集分离出的液体杂质，并能够随后利用单根管路将其从离心分离器送出。有利地，第二液体出口的出口孔可以在环形凹槽和收集通道之间延伸以使在环形凹槽内沿旋转方向流动的液体杂质能够以简单的方式被排入环形收集通道内。
根据本发明进一步的实施例，环形凹槽具有在底面和内壁表面之间在底面下游延伸的第一限制壁，其中第二液体出口的出口孔具有位于第一限制壁高度处的上顶点。由此可以确保所有在环形凹槽内流动的液体杂质都通过出口孔被排入环形收集通道内。有利地，第一限制壁可以基本平行于径向平面延伸。
根据本发明进一步的实施例，环形凹槽具有在底面和内壁表面之间在底面上游延伸的第二限制壁。有利地，第二限制壁相对于径向平面是倾斜的。
根据本发明进一步的实施例，离心分离器包括至少一个引导叶片，引导叶片被设置为引导分离出的液体杂质流过第二液体出口的出口孔。有利地，引导叶片可以延伸通过第二液体出口的出口孔，其中以有效的方式输送液体杂质通过出口孔并送入环形收集通道内。引导叶片可以有利地沿至少一个方向延伸，其相对于第二液体出口的出口孔处的旋转方向的切线向外且向前倾斜。
根据本发明进一步的实施例，第二液体出口的出口孔具有相对于旋转方向的前限制表面和后限制表面，其中这些限制表面中的至少一个沿一方向延伸，其相对于第二液体出口的出口孔处的旋转方向的切线向外且向前倾斜。
附图说明
现通过对作为示例而公开的各种实施例的介绍并参照相关附图对本发明进行更详细地介绍。
图1公开了根据本发明的离心分离器的竖直截面图。
图2公开了沿图1中的II-II线的截面图。
图3公开了沿图1中的III-III线的截面图。
图4公开了从图1中的离心分离器内侧向离心分离器液体出口的出口孔来看的视图。
图5公开了从上方来看的通过图4中的出口孔的截面图。
图6公开了通过图1中离心分离器的液体出口的轴向截面图。
图7公开了通过图1中离心分离器表面上的肋条形式的引导部件的截面图。
图8公开了通过凹槽形式的引导部件的类似截面图。
具体实施方式
图1公开了用于清洁含有液体杂质的气体的离心分离器，液体杂质例如是油雾或油滴形式的油，也有可能是固体颗粒。离心分离器包括包围基本封闭的分离空间2的固定壳体1。壳体1具有面向分离空间2的内壁表面3。分离空间2被设置为允许气体从中流过。
离心分离器还包括旋转部件4，旋转部件4被设置在分离空间2内，并被设置为绕旋转轴x(其也形成穿过壳体1的中心轴x)沿旋转方向r旋转。离心分离器被设置为旋转轴x基本竖直延伸这样的形式以使得固定壳体1具有上端1′和下端1＂。
旋转部件4包括利用轴承6被轴承安装在壳体1的上端1′附近的主轴部件5，和多个分离盘7。在公开的实施例中，分离盘7是圆锥形的并从主轴部件5向下和向外倾斜延伸。本发明还可应用于具有完全径向的分离盘或者具有从主轴部件5沿径向平面延伸的分离盘的旋转部件。旋转部件4通过驱动部件8例如电机驱动，并适用于使气体沿旋转方向r旋转以利用离心力将液体杂质从气体中分离。
在公开的实施例中，离心分离器还包括用于待清洁气体的入口9，用于经过清洁气体的出口10，用于分离出的液体杂质的第二液体出口11和用于分离出的液体杂质的第一液体出口12。
入口9居中设置并通过壳体1的下端1＂延伸。入口9将气体送入旋转部件4的中心空间15。气体被从该中心空间15径向向外地送至分离盘7之间形成的间隙内。气体出口10被设置在位于旋转部件4下游的壳体1的上端1′处。气体离开分离盘7之间的间隙并因此沿旋转方向r以高速旋转，并向上继续该旋转动作直至气体出口10，经过清洁的气体在此离开分离空间2。
第二液体出口11相对于气流方向被设置在气体出口10的上游和旋转部件4的下游。第一液体出口12被设置在壳体1的下端1＂处并相对于气流方向位于第二液体出口11的上游。在公开的实施例中，第一液体出口12构成主出口，适用于排出大部分液体杂质，而第二液体出口11是残余物出口，适用于排出基本所有的残余液体杂质。应该注意通过液体出口11和12排出的分离出的液体杂质中可能含有固体颗粒。
离心分离器包括环绕的环形凹槽19，环形凹槽19从内壁表面3向外延伸并伸入固定壳体1的壁内。环形凹槽19，参见图6，具有环形的底面20。底面20基本平行于旋转轴x而延伸。环形凹槽19也具有在底面20和内壁表面3之间在底面20下游延伸的第一上限制壁21。第一限制壁21基本平行于相对于旋转轴x的径向平面延伸。环形凹槽也具有在底面20和内壁表面3之间且在底面20上游延伸的第二下限制壁22。第二限制壁22相对于径向平面倾斜，且更准确地说是从内壁表面3径向向外和向上倾斜。本公开实施例中的环形凹槽19被设置为在旋转部件4的上部位置处紧靠气体出口10的下方。更准确地说，环形凹槽19位于最高的分离盘7的位置并略微高于最高的两个分离盘7之间形成的间隙出口。
另外，离心分离器包括环形收集通道25，沿周向在环形凹槽19的径向外侧绕分离空间2延伸。在公开的实施例中，收集通道25在环形凹槽19的高度处在固定壳体1的壁内延伸。
第二液体出口11包括至少一个出口孔26，出口孔26从底面20向外延伸并构成环形凹槽19和收集通道25之间的通道。在公开的实施例中，三个这样的出口孔26被设置在环形凹槽19和收集通道25之间。应该注意离心分离器除了公开的三个出口孔26之外也可以包括其他数量例如1，2，4，5，6或者更多个出口孔26。另外，每个这样的出口孔26在公开的实施例中都具有位于第一限制壁21下方的上顶点，参见图4。
参见图5，每个出口孔26相对于旋转方向r都具有前限制表面27和后限制表面28。这些限制表面27，28中的至少一个沿一方向延伸，其相对于相关出口孔26处的旋转方向r的切线向外且向前倾斜。在公开的实施例中，前限制表面27和后限制表面28都沿这样的方向倾斜。
每个出口孔26还包括引导叶片29，引导叶片被设置为引导分离出的液体杂质流过出口孔26。如图4更详细地公开的这种引导叶片29，延伸穿过出口孔26且更准确地说是从内壁表面3的内端位置向位于收集通道25内的外端延伸。每个引导叶片29至少沿一个方向延伸，其相对于出口孔26处的旋转方向r的切线向外且向前倾斜。而且，公开的实施例中的每个引导叶片29都具有第一内部29′，和引导叶片29的第二外部29＂相比，第一内部29′具有更大程度的径向向外的倾斜。应该注意离心分离器还可以包括具有用于引导液体杂质向出口孔26流动并流过出口孔26的其他结构和其他位置的引导叶片。特别地，离心分离器可以包括沿旋转方向r来看位于出口孔26上游的一个或多个引导叶片30。引导叶片30被设置在第二倾斜限制壁22上并沿旋转方向r向上倾斜。
另外，可以设有引导部件31，引导部件31也可以被设置在出口孔26的上游，不过是设在底面20上。引导部件31沿整个底面20的高度延伸并沿旋转方向向外和向下倾斜。引导部件31可以被设置为凹槽或者突起引导部件。引导部件31还可以被以这样的方式设置，也就是引导部件31仅包括一个限制面，该限制面从底面20向内延伸，此后底面20非常缓慢地再次到达其外周高度。
第一液体出口12也包括环形收集通道40，在内壁表面3的径向外侧绕分离空间2延伸。另外，设置至少一个出口孔41，使其在分离空间3和收集通道40之间延伸。参见图2，在公开的实施例中，有两个这样的出口孔41。应该注意离心分离器除了公开的两个出口孔41之外也可以包括其他数量例如1，3，4，5，6或者更多个出口孔41。第一液体出口12，也就是出口孔41被设置在下端1＂。
如图1所示，第二液体出口11的环形收集通道25通过至少一条连接通道42而被连接至第一液体出口12的环形收集通道40，连接通道42在公开的实施例中基本平行于旋转轴x延伸。当然也可能设置多于一条的这种连接通道42。从环形收集通道40也延伸出至少一条排出通道43，用于将分离出的液体杂质从离心分离器中排出。
离心分离器还包括一个在旋转部件4和内壁表面3之间延伸的环形表面50。环形表面50被设置成用于将液体杂质径向向外输送。在公开的实施例中，环形表面50构成分离空间2的环形下端表面，并在旋转部件4和内壁表面3之间延伸。环形表面50被设计成用于将液体杂质径向向外地传输至第一液体出口12。参见图1，公开的实施例中的环形表面50是轻微地圆锥形并向外和向下倾斜。但是应该注意，环形表面50也可以基本为平面或者甚至是略微向外和向上倾斜。
另外，离心分离器包括多个引导部件51，设置在环形表面50上并设置成用于促进液体杂质朝着内壁表面3和出口孔41的向外传输。所见的径向向外的引导部件51被设置为沿旋转方向r指向前方。引导部件51可以是直的或者如公开的实施例中也可以是弯曲的。在公开的实施例中，离心分离器具有六个引导部件51。应该注意也可以在环形表面50上设置更多或者更少这样的引导部件51。出口孔41连接环形表面50，也就是说，出口孔41在其径向外周处具有位于下端表面高度处的下端。
参见图7，在公开的实施例中，引导部件51被设置为从环形表面50向上延伸的肋条。引导部件51可以因此具有距离环形表面50至少约1mm的一定高度。参见图8，引导部件51也可以被设置为从环形表面50向下延伸的凹槽。在这种情况下，引导部件51也可以具有距离环形表面50至少约1mm的一定高度或深度。在公开的实施例中，至少在引导部件51的径向外侧和内部表面3之间也有一条小间隙以使液体杂质可以在环形表面50上沿内壁表面3自由流动至某一个出口孔41。
每个引导部件51都具有第一径向内端51′和第二径向外端51＂。参见图2，径向外端51＂位于内壁表面3附近但隔开一定距离以在内壁表面3和径向外端51′之间形成径向外部通道。径向内端51′位于环形表面50的环形内端附近但隔开一定距离。环形表面50的环形内端由向上伸出的围绕表面52限定，其例如可以是基本为圆柱形或是圆柱形的。参见图2，用这样的方式，在环形内端和每个引导部件的径向内端51′之间形成径向内部通道。
公开的离心分离器例如可以被用于清洁含有油滴和/或油雾形式的油的气体。这样待清洁气体可以通过入口9进入空间15。由于旋转部件4的旋转，气体也会被吸入分离盘7之间的间隙中，在此由于向外施加在分离盘7上的离心力的作用，油将会被附着在这些分离盘7上。油随后离开分离盘7并被甩向内壁表面3。随后油将在内壁表面3上向下流动至环形表面50和第一液体出口12，在此油将通过出口孔41流出并进入收集通道40。部分甩到内壁表面3的油，将由于从旋转部件到气体出口10的向上气流的作用，而被沿内壁表面3向上传输。这些油将向下流入环形凹槽19并通过出口孔26被送入收集通道25。通过收集通道25，分离出的油随即被向下送入收集通道40。所有分离出的油就这样被送入该收集通道40，并由此通过排出通道43被送出离心分离器。
本发明并不局限于所公开的实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行变形和修正。应该注意本发明可用于所有在内壁表面3和旋转部件4之间延伸的环形表面而不是仅用在分离空间2的下端表面上。

Claims (30)

1、一种用于清洁含有液体杂质的气体的离心分离器，其中所述离心分离器包括:
固定壳体(1)，固定壳体(1)包围分离空间(2)并具有面向分离空间(2)的内壁表面(3)，其中分离空间(2)允许气体从中流过，
用于待清洁气体的入口(9)，
旋转部件(4)，相对于气流方向设置在入口(9)下游的分离空间(2)内，并设置为绕旋转轴(x)沿旋转方向(r)旋转，其中旋转部件(4)适用于使气体沿旋转方向(r)旋转以利用离心力将至少主要部分的液体杂质从气体中分离，
气体出口(10)，相对于气流方向设置在旋转部件(4)的下游，用于排出经过清洁的气体，和
第一液体出口(12)，设置成用于排出分离出的液体杂质，
其中分离空间(2)包括环形表面(50)，环形表面(50)在旋转部件(4)和内壁表面(3)之间延伸，
其特征在于，环形表面(50)设置为将液体杂质径向向外地传输至第一液体出口(12)。
2、如权利要求1所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括多个引导部件(51)，设置在环形表面(50)上并布置成用于促进所述传输。
3、如权利要求2所述的离心分离器，其特征在于，所见的径向向外的所述引导部件(51)被设置为指向旋转方向(r)的前方。
4、如权利要求3所述的离心分离器，其特征在于，沿旋转轴(x)的方向来看所述引导部件(51)基本是直的。
5、如权利要求4所述的离心分离器，其特征在于，沿旋转轴(x)的方向来看所述引导部件(51)是弯曲的。
6、如权利要求2至5中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述引导部件(51)被设置为从环形表面(50)向上延伸的肋条。
7、如权利要求2至5中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述引导部件(51)被设置为从环形表面(50)向下延伸的凹槽。
8、如权利要求2至7中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，每个引导部件(51)都具有第一径向内端(51′)和第二径向外端(51＂)，其中径向外端(51＂)位于内壁表面(3)附近但隔开一定距离以在内壁表面(3)和径向外端(51＂)之间形成径向外部通道。
9、如权利要求8所述的离心分离器，其特征在于，所述径向内端(51′)位于环形表面(50)的环形内端附近但隔开一定距离以在环形内端和径向内端(51′)之间形成径向内部通道。
10、如权利要求9所述的离心分离器，其特征在于，所述环形表面(50)的环形内端由向上保护的围绕表面(52)限定。
11、如上述任意一项权利要求所述的离心分离器，其特征在于，所述环形表面(50)是圆锥形的且向外和向下倾斜。
12、如上述任意一项权利要求所述的离心分离器，其特征在于，所述第一液体出口(12)包括环形收集通道(40)，环形收集通道(40)在内壁表面(3)径向外侧绕分离空间(2)延伸。
13、如权利要求12所述的离心分离器，其特征在于，所述第一液体出口(12)包括至少一个出口孔(41)，出口孔(41)在分离空间(3)和收集通道(40)之间延伸并连接环形表面(50)。
14、如上述任意一项权利要求所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器以旋转轴(x)基本竖直延伸这样的形式设置，其中固定壳体(1)具有上端(1′)和下端(1＂)，且其中第一液体出口(12)设置在下端(1＂)处。
15、如权利要求14所述的离心分离器，其特征在于，所述环形表面(50)构成了分离空间(2)的下端表面。
16、如权利要求14和15中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述气体出口被设置在上端(1′)附近。
17、如上述任意一项权利要求所述的离心分离器，其特征在于，所述旋转部件(4)包括多个分离盘(7)。
18、如上述任意一项权利要求所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器还包括第二液体出口(11)，第二液体出口(11)设置在气体出口(10)的上游和第一液体出口(12)的下游，用于排出分离出的液体杂质并包括至少一个出口孔(26)。
19、如权利要求18所述的离心分离器，其特征在于，所述第一液体出口(12)构成主出口而第二液体出口(11)构成残余物出口。
20、如权利要求18和19中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括环绕的环形凹槽(19)，环形凹槽(19)从固定壳体(1)内的内壁表面(3)向外延伸并具有环绕底面(20)，其中第二液体出口(12)的出口孔(26)从底面(20)向外延伸。
21、如权利要求20所述的离心分离器，其特征在于，所述第二液体出口(11)也包括环形收集通道(25)，环形收集通道(25)在环形凹槽(19)径向外侧绕分离空间(2)延伸。
22、如权利要求21所述的离心分离器，其特征在于，所述第二液体出口(11)的出口孔(26)在环形凹槽(19)和收集通道(25)之间延伸。
23、如权利要求20至22中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述环形凹槽(19)具有第一限制壁(21)，第一限制壁(21)在底面(20)和内壁表面(3)之间在底面20下游延伸，其中第二液体出口(11)的出口孔(26)具有位于第一限制壁(21)下方的上顶点。
24、如权利要求23所述的离心分离器，其特征在于，所述第一限制壁(21)基本平行于径向平面延伸。
25、如权利要求24和25中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述环形凹槽(19)具有第二限制壁(22)，第二限制壁(22)在底面(20)和内壁表面(3)之间在底面20上游延伸。
26、如权利要求25所述的离心分离器，其特征在于，所述第二限制壁(22)相对于径向平面倾斜。
27、如权利要求18至26中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括至少一个引导叶片(29)，设置成用于引导分离出的液体杂质流过第二液体出口(11)的出口孔(26)。
28、如权利要求27所述的离心分离器，其特征在于，所述的引导叶片(29)延伸穿过第二液体出口(11)的出口孔(26)。
29、如权利要求27和28中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述引导叶片(26)沿至少一个方向延伸，其相对于第二液体出口(11)的出口孔(26)处的旋转方向(r)的切线向外且向前倾斜。
30、如权利要求18至29中的任意一项所述的离心分离器，其特征在于，所述第二液体出口的出口孔(26)相对于旋转方向具有前限制表面(27)和后限制表面(28)，其中这些限制表面(27，28)中的至少一个沿一方向延伸，其相对于第二液体出口的出口孔(26)处的旋转方向(r)的切线向外且向前倾斜。
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