CN101415499A - 用于离心分离器的转子单元 - Google Patents

Abstract

一种用于离心分离器的转子单元，该离心分离器包括：非转动壳体，该转子单元围绕转动中心线(R)布置在其中；用于供应要进行分离的多种成分的混合物的入口；和至少一个用于操作期间被分离的成分的出口；由此转子单元的至少若干部件由金属制造，包括：形成在转子单元内并且通常将其与所述分离室防护开的分离室；至少一个连接到该分离室的出口；多个分离盘，其在与转动轴线共轴的所述分离室内彼此之间轴向隔开一定间距设置，其中所述转子单元的至少多个所述金属部件不可拆卸的连接在一起以形成组合体。

Description

用于离心分离器的转子单元

技术领域

[0001]本发明涉及一种用于离心分离器的转子单元，该离心分离器包括：非转动的壳体(所述转子单元布置在壳体内以转动)；以及包括至少一些由金属制造的部件；用于供应要进行分离的多种成分的液体混合物的入口；和至少一个用于在操作期间被分离的成分的出口，由此该转子单元包括：

-分离室，其形成在转子单元内；

-入口室，其连接到入口以及连接到分离室，该入口室径向形成在所述分离室内并且通常将其与分离室防护开；

-至少一个出口，连接到该分离室，和

-多个分离盘，在与转动轴线共轴的所述分离室内彼此之间轴向隔开一定间距设置。

背景技术

[0002]上述所述类型的离心分离器的一个例子可参见WO90/04460。在那个离心分离器中，通过密封元件形式的分隔壁将入口室与分离室防护开，所述密封元件设置在分离盘内的凹槽内或者如果分离盘和密封元件由塑料制造的话与各个分离盘集成一体。除了必须操作大量的分离盘外，如果密封元件例如由橡胶材料制造的话，当操作更多部件时，设置在分离盘内的凹槽中的密封元件会导致下述问题：这些部件将容易磨损，并且必须定期更换。考虑到分离盘的强度，与各个分离盘集成一体并且由塑料制造的密封元件会存在局限性。盘和密封装置的材料特性同样限定了可使用离心分离器的应用。

[0003]将上述类型的转子部件固定在一起的一般方式是通过螺纹连接使它们彼此接合，可参考WO90/04460。分离盘通过杆牢牢固定在合适的位置上，并且通过压缩工具压缩，以增大装配的分离盘的刚度。对分离盘的压缩将它们挤压在一起，挤压的过多由此影响它们的对称性和相互定位，由此可能导致不平衡，这在转子转动时可能是危险的。

发明内容

[0004]本发明的目的是消除上述的问题并且提供一种用于离心分离器的旋转的动态稳定的转子单元，该转子单元将维持或改善分离的有效性。

[0005]另一目的是提供一种用于离心分离器的转子单元，由于离心分离器的分离组件的数量的减少，因此该转子单元易于安装和拆卸。

[0006]这些目的通过在开始部分介绍的装置来实现，该装置的特征在于：所述转子单元的所述金属部件中的至少一些可拆卸的连接在一起，以形成组合体。

[0007]根据本发明的实施例，转子单元包括通过焊接连接在一起的部件。

[0008]将转子单元的部件焊接在一起意味着在相同的空间内可采用更薄的分离盘，使得采用更多的分离盘成为可能，由此增大了分离的有效性。

[0009]在焊接中材料的接合剂可以是防腐焊料，该焊料具有比普通焊料更好的特征。防腐焊料例如消除了离心分离器中的腐蚀问题。可采用的其它焊料的例子是基于铜、镍或铁的焊料。适合的焊料的组分和特征的示例例如在WO02/38327或WO02/098600A1中出现。

[0010]根据本发明的又一实施例，该转子单元包括部件，其中焊料以容易的方式构成入口室和分离室之间的分隔壁。该焊料分离壁还导致产生分离盘之间的中间空间内更为均匀的压降，导致分离盘的中间空间内更好的流体分布，因此产生更好程度的分离。

[0011]分离盘是可通过焊料连接在一起的部件的一个例子，但是还可以具有设置在入口处用于供应要进行分离的液体混合物的部件、设置在出口处用于被分离的成分、夹带元件等的部件。

[0012]分离盘可在它们径向的内部和/或在它们径向的外部处不可拆卸的连接在一起。在它们径向的内侧边缘处将分离盘连接在一起致使分隔壁的形成，这代表着上述入口室和分离室之间的分界。分离盘之间的中间空间可通向转子单元和四周的非转动外壳之间的空间，但是如果分离盘沿围绕转动轴线在它们径向的外侧边缘处连接在一起的话，在每个中间空间内的接缝形成分隔壁，它们一起构成转子壳体。通过焊接将所述分离盘连接在一起导致刚硬和稳定的转子单元的形成。

[0013]如上所述，出口的部件还可连接到分离盘上，以形成集成的单元。在这些情况下，该出口可包括例如以分离盘的圆锥形部件形式的元件，该元件被径向向内加长并且相对于入口设置在合适的轴向平面上。出口还可包括一个或多个设置在分离盘叠层的一端处的端板，以形成用于要进行分离的液体成分中的一种的出口。在普通的出口装置被根据本发明的出口装置替换并且分离盘被连接在一起形成均匀组件的一实施例中，可更高效的利用该空间，由此可增大转子单元内的分离盘的数量，增强分离效率。

[0014]根据本发明的又一实施例，转子单元包括通过焊接连接在一起的部件。在该情况下，焊接同样构成所述分隔壁。

附图说明

[0015]现在通过参考附图描述各个实施例来详细解释本发明。

[0016]图1以轴向截面示意性显示了用于离心分离器的常规转子单元。

[0017]图2以轴向截面示意性显示了根据本发明一实施例的转子单元。

[0018]图3示意性显示了沿图2中线A-A穿过转子单元的一部分的横剖视图。

[0019]图4以轴向截面示意性显示了根据本发明又一实施例的转子单元。

[0020]图5示意性显示了沿图4中线A-A穿过转子单元的一部分的横剖视图。

[0021]图6以轴向截面示意性显示了根据本发明又一实施例的转子单元。

[0022]图7以轴向截面示意性显示了根据本发明再又一实施例的多个分离盘。

[0023]图8示意性显示了沿图7中线A-A穿过分离盘的横剖视图。

[0024]图9以轴向截面示意性显示了根据本发明又一实施例的多个分离盘，和

[0025]图10示意性显示了沿图9中的线A-A穿过分离盘的横剖视图。

具体实施方式

[0026]图1显示了常规的转子单元，包括可围绕转动轴线R转动并且限定分离室2的转子本体1。转子本体1包括底侧部件3和局部圆锥形的上侧部件4，底部和上部沿它们的圆周部分通过锁定环4a轴向固定在一起。入口装置5居中设置在转子本体1内，用于随转子本体1转动。入口装置5限定入口室6，入口室经由形成在转子本体1内部的多个管道7与分离室2相通。入口装置5还在其一端设有与入口室6相通的孔8。非转动入口管道9(供给将要在转子单元内进行处理的液体混合物)从外侧延伸到入口室6，并且在入口室的内部打开。一叠圆台形的分离盘10(被间隔元件10a隔开，由此在分离盘之间限定狭窄的流体通道)设置在分离室2内。图1中示出的分离盘10之间的轴向间距仅仅是示意性的，可随着叠层内分离盘的数量和间隔元件10a的高度而变化。通过基本为圆锥形的内侧部件11将分离盘10的叠层轴向固定在合适位置上，内侧部件本身通过上述上侧部件4固定在合适位置上。对分离盘10的叠层的级控制是通过设置在入口装置5的外侧的轴向肋(图中未示)。

[0027]入口装置5包括中心体12(构成位于入口室6和分离室2之间的分离壁13)和位于入口室6内的运移装置。各种不同的运移装置结构是可能的，它们的目的是在操作期间带动液体混合物，液体混合物随着转子的转动经由入口管道9进入到入口室6。图1显示了多个以一堆环形平盘形式的运移元件14，环形平盘适于彼此之间隔开一定的轴向间距地围绕转动轴线R。然而运移元件的结构可呈现任意期望的合适形式，例如多个围绕转动轴线分布并且每个都径向和轴向延伸的叶片。

[0028]在距离入口室6一轴向间距的圆柱段，中心体12形成第一排放室15，其中在操作期间从液体混合物中分离的特顶的轻的液体成分积聚，由此圆柱段相对于分离室2限定径向向外的第一排放室15。所述第一排放室15通过环形端壁16和基本为圆锥形的部件11的径向的内部轴向限定。

[0029]排放室15经由至少一个管道17与分离室2相通。在图1中显示了一个管道17。该管道设有位于分离盘10叠层内或外侧的位于选定轴向平面的入口孔、和位于排放室15内的处在选定径向平面的出口孔。非转动排放装置18设置在排放室15内，以便将特定的轻的成分从转子单元排出。在排放室15内，特定的轻的成分形成液体的转动体，自由液体表面径向向内并且位于由非转动排放元件18内的出口管道19内的背压确定的径向平面。在根据图1的离心式分离器内，管道17的位置为它的出口孔直接向外打开进入到排放室15中。根据另一已知示例，轴向朝着入口管道6移动管道17，由此管道17的出口孔径向打开，以位于自由液体表面的径向平面内，致使分离室2内的径向平面而非排放室15内的自由液体表面的径向平面为决定性液体平面。

[0030]根据图1的离心分离器额外设有用于排放特定的重的液体成分的另外的排放室20，这个室经由至少一个通道21与分离室2的径向外侧部件相通，通道21通过所述圆锥形部件11与分离室2的径向的内侧部件分开，圆锥形部件同时构成第二端壁22。带有出口管道24的非转动排放装置23同样设置在这个排放室内。出口管道24和前述出口管道19每一个都连接到它们各自的出口25和26。

[0031]图2显示了根据本发明转子单元的实施例。形成本发明部分的产品以及技术现状在各个附图中都采用相同的附图标记。在图2的转子单元中，分离盘10由金属制造，并且在它们的径向内部通过连接缝27连接在一起。接缝27可以是熔接或焊接缝。图1的管道17在图2中由管道28表示。在图2中，管道28是分离盘10叠层的一部分。可通过略去多个分离盘10之间的接缝27来选择管道28的轴向位置。

[0032]图3显示了沿图2中的线A-A在分离盘10的叠层处穿过转子单元的一部分的横剖视图，显示了分离盘10的一侧以及它是如何通过接缝27连接到中心体12上的。图3还显示了入口室6、入口管道9和盘形式的运移元件14。图3的分离盘10设有多个围绕转动轴线均匀分布的孔29。这些孔29形成分离盘10的叠层内的轴向管道，用于将经过分离的特定的轻的液体成分朝着管道28导引。分离盘10还设有多个位于其径向外部的凹槽，其同样构成分离盘10的叠层内的轴向管道，用于将尚未分离的液体混合物朝着基本为圆锥形的部件11导引。可选择的，轴向边缘可替换为采用分离盘10内的孔的形式。这些孔的径向位置取决于它是否是要进行净化的特定的轻的或者特定的重的液体成分。如果这些孔沿径向处在分离盘的周边，可更高效的净化特定的轻的液体成分，这是因为它在分离盘之间的空间内设有更长的路径。如果这些孔沿径向处在更靠近分离盘的中心处，可更高效的净化特定的重的液体成分，这是因为它在分离盘之间的空间内设有更长的路径。分离盘10还设有多个围绕转动轴线均匀分布的隆起形式的分离元件10a。所述隆起可以是细长的、点状的、弓形的或者任意适合于该特定应用的形状。所述隆起可设置在分离盘10的上侧或下侧。

[0033]图4显示了根据本发明的转子单元的又一实施例。在该转子单元内，运移元件14同样通过所述接缝27连接到分离盘10。正如在图4中所看到的，运移元件14可设置为叠置在分离盘10上，并且其后连接到它们上。

[0034]图5显示了沿图1中的线A-A在分离盘10的叠层处穿过转子单元的一部分的横剖视图，显示了分离盘10的一侧以及它是如何通过接缝27连接到运移元件14的。在这种情况下，接缝27构成入口室6和分离室2之间的划分壁(参见图4)。正如分离盘10，运移元件14设有多个围绕转动轴线均匀分布的孔32。这些孔32还构成用于将引进带动的液体成分朝着管道7导引的轴向管道。

[0035]图6显示了根据本发明的转子单元的又一实施例。在该转子单元中，运移元件14形成分离盘10的一部分。所述分离盘10以与图4中相同的方式通过接缝27连接在一起，由此所述接缝构成入口室6和分离室2之间的划分壁。

[0036]分离盘10还设置为在分离盘10的叠层中它们中的多个都包含运移元件14，而其它一些不包含运移元件14。运移元件之间的轴向间距由此可相对于分离盘10而改变。

[0037]图7以轴向截面示意性显示了根据本发明再一实施例的多个分离盘，显示了分离盘10以及它们是如何通过接缝27连接到运移元件14的。根据本发明的这个进一步的实施例，分离盘10沿径向的外部同样通过接缝33连接在一起。接缝33构成分离盘10的叠层和四周之间的外部划分壁。由此盘之间的中间空间构成分离空间。

[0038]图8示意性显示了沿图7中的线A-A穿过分离盘的横截面。根据图8，分离盘10设有多个围绕转动轴线均匀分布的另外的孔34。这些孔34位于分离盘10径向的外部，但是径向位于接缝33内，并构成用于将特定的重的液体成分朝着出口管道24导引的轴向导管。孔34还可设有相对于转动方向朝后的延伸部，由此构成管道35。这些管道35将输送较重的成分，例如淤泥。

[0039]图9以轴向截面示意性显示了根据本发明又一实施例的多个分离盘。可从图9中看到，分离盘10可设有位于它们径向的外部处的凸缘，带有位于各个分离板10之间的接缝，或者分离盘10的结构为外部折叠在板下方或上方，如图9所示。结果产生位于分离盘外部处的在分离盘之间的间隔元件以及转子单元增大的刚度。图10显示了沿图9中线A-A穿过分离盘的横截面。转子单元不受附图所示方位的限制，而是可以以任何期望的合适方式定位，例如从转动的水平轴线向外或者与附图相比转子单元转动180。

[0040]上述转子单元在运行期间以已知方式运行。

[0041]使用本方面的范围不限于对液体混合物的分离，它还可用于其它应用中，例如将悬浮在气体中的颗粒从气体中除去。

[0042]本发明不限于所参引的实施例，而是可以在下面所述的权利要求的范围内变化和修改。

Claims (27)

1.一种用于离心分离器的转子单元，该离心分离器包括：非转动壳体，该转子单元围绕转动中心线(R)布置在其中；用于向该转子单元供应要进行分离的多种成分的混合物的入口(9)；和至少一个用于在操作期间被分离的成分的出口(25，26)；由此转子单元的至少若干部件由金属制造，包括：

-分离室(2)，其形成在转子单元内部；

-入口室(6)，其连接到所述入口(9)以及连接到所述分离室，该入口室径向形成在所述分离室(2)内并且通常将其与所述分离室(2)防护开；

-至少一个出口(25，26)，其连接到该分离室，和

-多个分离盘(10)，其在与所述转动轴线(R)共轴的所述分离室(2)内彼此之间轴向隔开一定间距设置。

其特征在于：

所述转子单元的至少多个所述金属部件不可拆卸的连接在一起以形成组合体。

2.根据权利要求1的转子单元，其中所述转子单元的至少若干部件通过焊接连接在一起。

3.根据权利要求2的转子单元，其中所述转子单元的至少若干部件由不锈钢制造，并且通过采用防腐焊料的焊接而连接在一起。

4.根据权利要求2的转子单元，其中所述转子单元的至少若干部件由不锈钢制造，并且通过采用基于铜的焊料的焊接而连接在一起。

5.根据权利要求2的转子单元，其中所述转子单元的至少若干部件由不锈钢制造，并且通过采用基于镍的焊料的焊接而连接在一起。

6.根据权利要求2的转子单元，其中所述转子单元的至少若干部件由不锈钢制造，并且通过采用基于铁的焊料的焊接而连接在一起。

7.根据权利要求1-6中任意一项的转子单元，其中通过轴向延伸并且围绕所述转子轴线的分隔壁将入口室(6)与分离室(2)防护开。

8.根据权利要求2-7中任意一项的转子单元，其中通过焊接形成的焊料接缝(27)构成入口室(6)与分离室(2)之间的分隔壁。

9.根据权利要求1的转子单元，其中所述转子单元或者它的部件通过焊接连接在一起。

10.根据权利要求9的转子单元，其中该焊缝构成入口室(6)与分离室(2)之间的分隔壁。

11.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述转子单元的连接部件包括所述分离盘(10)。

12.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述分离盘(10)至少在间隔元件(10a)处相互连接，该间隔元件(10a)形成分离盘(10)的一部分。

13.根据权利要求7、8或10的转子单元，其中所述装配的转子单元还包括所述分隔壁，该分隔壁在它们径向的内部处连接到所述分离盘(10)的至少一部分。

14.根据权利要求13的转子单元，其中所述分隔壁由接缝构成，围绕转动轴线(R)，位于所有相互邻接的分离盘(10)对之间。

15.根据权利要求13和14中任一项的转子单元，其中所述装配的转子单元还包括径向设置在分隔壁内并且连接到所述分隔壁的运移元件(14)。

16.根据权利要求15的转子单元，其中所述运移元件(14)包括入口盘，该入口盘与入口室(6)的转动轴线共轴设置并且设置为用于供应液体混合物的操作期间的轻柔运移。

17.根据权利要求15或16的转子单元，其中所述输入元件(14)采取所述分离盘(10)内部的部件的形式。

18.根据权利要求15的转子单元，其中所述运移元件(14)包括径向和轴向延伸的叶片。

19.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述出口包括所述分离盘的多个内部。

20.根据权利要求15-19中任一项的转子单元，其中所述出口的部件轴向限定了空间，在该空间中所述分离盘(10)构成所述运移元件(14)。

21.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述转子单元内所有所述分离盘(10)是一样的。

22.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述连接的转子单元还包括外部分隔壁，该分隔壁在它们的径向外部连接到所述分离盘(10)的至少一部分上。

23.根据权利要求22的转子单元，其中所述分隔壁构成转子外壳。

24.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中每个分离盘(10)都设有多个孔(29，32，34，35)，当所述分离盘(10)安装在叠层内时，所述孔构成轴向管道。

25.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述出口的部件设置在所述分离盘(10)的径向内部。

26.根据权利要求25的转子单元，其中所述出口的部件在所述分隔壁处连接到所述分离盘(10)。

27.根据前述任意一项权利要求的转子单元，其中所述出口的部件设置在其中一个所述分离盘(10)的轴向端处。

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