CN102059005A

CN102059005A - 分离设备和方法

Info

Publication number: CN102059005A
Application number: CN2010105499944A
Authority: CN
Inventors: 保罗·伊顿·威利特
Original assignee: Moffat Pty Ltd
Current assignee: Moffat Pty Ltd
Priority date: 2009-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2011-05-18
Also published as: US20110278234A1; AU2010241229A1; EP2364759A3; EP2364759A2; NZ589005A; CA2720714A1

Abstract

液体分离器包括容器(172)、入口(174)、第一出口(176)、第二出口(178)、调节机构(180)和脱除机构(182、184、199)。液体在容器内分离成漂浮在密度较高部分顶部的密度较低部分。入口接收液体进入容器。第一出口传送来自容器的密度较高部分。第二出口定位在所述第一出口上方以传送来自容器的漂浮的密度较低部分。调节机构(180)调节在第一出口处的压力。脱除机构(182、184、199)包括一个或多个传感器(184)以感测在第一出口上方的第一预定液位的漂浮的密度较低部分，并响应传感器而从容器脱除漂浮的密度较低部分。

Description

分离设备和方法

技术领域

本发明涉及分离诸如烹饪副食品之类的流性物质。各种实施方式涉及液-液分离，特别是不混溶或部分不混溶液体的分离，例如油和脂肪与水的分离。本发明的优选实施方式在回收油脂以生产生物燃料方面特别实用。

背景技术

为了符合环境法规和标准，废油和/或脂肪(下文为了方便称为“油脂”)的发生器通常提供用于油脂的回收和处理的系统。回收和处理可仅为析出大的污染物(例如多片食物)和/或析出水。该后一过程在其中废油脂与废水同时产生使得最终的废液为油脂和水的混合物的环境中特别重要。一个此类环境是使用引起的蒸汽气氛进行烘烤的用于烹饪鸡肉的烤箱。虽然本发明具有更宽的延伸范围，但将主要参考此环境/用途描述本发明。

回收和处理作为废流从烤箱产生的混合的水和油脂的最普遍方法包括将废物收集在烤箱下方的容器中、滤出粗产品以及在预定时间后通过运动竖直布置的轮等通过浴器而脱除油脂。油脂和其它密度低于废物水分的物质粘附在轮上且随后被刮掉并进入必须被定期清空的又一容器中。允许水和任何可溶油脂流向下水道。

这种系统存在诸多不希望有的特征。使用这种系统回收的油脂通常由于包括可溶油、水和固体物质而被污染。这使得它们不适合用作生物燃料原料。植物油和动物脂肪主要由甘油三酸酯构成，甘油三酸酯被水分解而将脂肪酸的盐分存放在甘油三酸酯而非生物柴油上。因此，必须脱除水，这是因为水的存在将干扰酯交换反应。

从美观角度考虑，该系统会在来自烤箱的油脂滴落在表面上时变得难看。从人体工程学角度考虑，该系统通常由于其固定安装在烤箱下方而难以清洁。从安全角度考虑，如果收集装置溢出则系统会变得危险。

本发明的一个目的是提供一种用于处理混合的液体的改进的设备和方法，或至少提供一种与处理混合的液体有关的设备和方法的备选方案。

不可认为本说明书中的任何信息为公知知识或不可认为本领域的技术人员已经被合理地预期为在优先权日期前已清楚或理解这些信息并将这些信息视为相关技术或以任何方式进行结合。

发明内容

本发明的一方面提供一种液体分离器，包括：

容器，液体在容器中分离成漂浮在密度较高部分上的密度较低部分；

入口，用以接收液体进入容器；

第一出口，用以传送来自容器的密度较高部分；

第二出口，其定位在第一出口上方，用以传送来自容器的漂浮的密度较低部分；

调节机构，用以调节在第一出口处的压力；以及

脱除机构，包括一个或多个传感器，所述传感器用以感测在第一出口上方的第一预定液位的漂浮的密度较低部分，并响应传感器而从容器脱除漂浮的密度较低部分。

调节和脱除机构可以是完全或部分集成的。传感器可感测仅一种部分的存在或可选地可提供液体特性的指示，例如积聚的油脂的纯度。

脱除机构优选控制调节机构增加在第一出口处的压力以从容器脱除漂浮的密度较低部分。

优选地，调节机构包括从第一出口延伸至第一出口上方的溢流部的管道。脱除机构可抬升密度较高部分流过的溢流部分以增加压力；可选地，脱除机构可将一部件下降到该部分上以增加压力。

可选地，脱除机构可包括用于选择性地封闭第二出口的可开启封闭装置。

优选地，第一预定液位低于容器中液体的自由平面。可选地，分离器可进一步包括一个或多个进一步的传感器以检测在与第一预定液位竖直隔开的第二预定液位的密度较高部分，并且脱除机构可通过中断从容器脱除密度较低部分而对更多传感器进行响应。

可选地，分离器可包括加热器。

本发明的另一方面提供一种处理液体的方法，该方法包括向容器供应液体，液体在该容器中分离成漂浮在密度较高部分上的密度较低部分；从容器脱除密度较高部分；调节容器中某一位置的压力；响应感测在容器中该位置上方的第一预定液位处的密度较低部分而从容器脱除漂浮的密度较低部分。

脱除漂浮的密度较低部分优选包括增加在容器中所述位置的压力。

优选地，从容器脱除密度较高部分包括经由第一出口脱除密度较高部分；并且增加在容器中所述位置的压力包括抬升在第一出口下游的溢流部。抬升溢流部可包括抬升流体流过的结构，或将一部件下降到流体流过的结构上。

从容器脱除漂浮的密度较低部分可包括开启用于密度较低部分通过的出口。

在优选实施方式中，第一预定液位低于容器中液体的自由表面。密度较低部分的脱除可因响应感测在与第一预定液位竖直隔开的第二预定液位的密度较高部分而被中断。

还公开了一种用于收集和处理油脂废物的方法。

该方法包括废物收集装置以及与其流体连通的液-液分离器的使用。因此，还公开一种液-液分离器，包括：

-主腔室，用于接收和保持液体混合物，该液体混合物包括第一液体和第二液体，其中第一液体的密度比第二液体的密度高；

-用于液体混合物进入主腔室的入口；

-定位在主腔室的下部区域的第一出口，用于从主腔室脱除第一液体；

-定位在第一出口上方的至少一个探头，用于检测液体混合物的特性；

-保持装置，用以将第二液体保持在主腔室中；以及

-第二液体脱除机构，用于经第二出口从主腔室脱除第二液体，在检测到第二液体的特性达到预定水平时该第二液体脱除机构被激活。

在一个实施方式中，保持装置为与第一出口连接并延伸到比可开启的第二出口更高的高度的第一出口管道，并且第二液体脱除机构为布置在主腔室的上部区域内使得主腔室的上部区域中的第二液体可离开的第二出口的开口。

因此，还公开一种液-液分离器，包括：

-用于液体混合物进入主腔室的入口；

-第一出口，用于从主腔室脱除第一液体；

-在第一出口上方的可开启的第二出口，用于从主腔室脱除第二液体，

-第一出口管道，其与第一出口连接并延伸到比第二出口更高的高度；以及

-定位在第一出口上方的至少一个探头，用于检测液体混合物的特性并在所述特性达到预定水平时开启第二出口。

在另一实施方式中，保持装置为延伸至低于第二出口的高度的第一出口管道，且第二液体脱除机构为主腔室内的液位的调节使得主腔室的上部区域中的第二液体溢出溢流堰(weir)或溢出到开启的出口中。

还公开了一种液-液分离器，包括：

-用于液体混合物进入主腔室的入口；

-第一出口，用于从主腔室脱除第一液体；

-与第一出口连接的第一出口管道；

-在第一出口上方的开启的第二出口，用于从主腔室脱除第二液体，第一出口管道延伸至低于第二出口的高度；以及

-定位在第一出口上方的至少一个探头，用于检测液体混合物的特性并在所述特性达到预定水平时将第一出口管道提升至高于第二出口的高度。

在操作中，液体混合物经入口进入主腔室，并且第一液体和第二液体(其具有不同密度并且至少部分不可混溶)开始分离(随着时间推移并在重力作用下)。第二、密度较低的液体趋于朝主腔室的顶部或上部区域运动，而第一、密度较高的液体趋于朝主腔室的底部或下部区域运动。纯度最高的第二液体将处于主腔室的最顶部，纯度朝主腔室的底部逐渐降低(其主要为第一液体)。因此，存在纯度梯度，其中密度较低液体朝主腔室的顶部最纯。本发明的优选实施方式的一个优点在于可从主腔室仅提取或脱除第二液体中纯度高于期望水平的部分。

该优点通过结合探头实现，该探头测量纯度，以及第一出口管道的高度，控制所述高度使得在第一出口处的压力(其影响主腔室中液体混合物的高度)是可控的和预定的。

在第一实施方式中，由第一出口管道限定出的溢流部的高度大于可开启的第二出口的高度，本实施方式中的第二出口加入了用于选择性地限制和允许流经它的机构(例如阀或泵)并定位在第一出口上方，优选在主腔室的上部区域内低于液体混合物的液位的某处并在其正常操作中(即，当第二液体未被脱除时)封闭。

在第二实施方式中，第一出口管道的高度低于开启的第二出口的高度，此实施方式中的第二出口为定位在液体混合物的液位上方朝向主腔室的上部区域的顶部的某处的溢流堰或开口。

在两个实施方式中，第一出口管道支撑第一(密度较高)流体的液柱以控制在第一出口处的压力。液柱的有效高度为第一出口与由在出口管道的另一端的溢流结构限定出的自由流体表面的高程之差。在出口处的压力为第一(密度较高)流体的密度、重力(9.8ms^-2)和液柱的有效高度的乘积(P＝ρgh)。可控和/或预定的第一出口管道的高度的意义在于控制了在第一出口处的压力。

在正常操作中，该压力通常被维持在恒定的“调节”压力。随着新液体混合物经该入口进入主腔室，仅第一液体能够离开主腔室(经第一出口)，而第二液体被保持在主腔室内直到其被有意释放。这样的效果是主腔室在顶部的第二液体的量以及在任何特定高度的该第二液体的纯度随着新的液体混合物被供给至主腔室且第一液体从主腔室被脱除而逐渐增加。

一旦在探头高度处的第二液体的纯度达到期望纯度水平(例如，一旦检测到分离完成指标)，第二液体脱除机构就被激活。在第一实施方式中，第二液体脱除机构在于第二出口被开启并且具有期望或更高纯度水平的第二液体从主腔室被提取。在第二实施方式中，第二液体脱除机构在于第一出口管道的高度被提升至高于第二出口的高度，使得随着新的液体进入主腔室，在第一出口处的压力增加并且主腔室中的流体的液位上升，从而朝第二出口向上驱动第二液体(具有期望或更高的纯度水平)离开主腔室。

该第二液体的纯度达到期望水平可能花费数小时。这当然取决于一定范围的因素，包括期望的纯度水平和进入的流体混合物的特性。

在分离器用于分离水和油脂的实例中，优选实施方式不仅使水与油脂分离，而且控制油脂的纯度(即分离程度)。如上所述，这一点通过第一出口管道缓慢释放水同时不释放任何油脂直到其充分纯净而实现。这一点不同于现有技术的特定脂肪分离器，其通过重力分离油脂和水，但通过与其纯度不相关的溢流装置或撇除(skimming)装置从表面回收脂肪。在这些现有技术系统中，对主腔室添加更多液体混合物导致油脂被向上推。根据本发明的各种实施方式，向主腔室添加更多液体混合物驱动了来自主腔室的第一(密度较高)流体。主腔室中的液体混合物的高度随成分变化，因此腔室中的流体的密度在油脂向下穿透的同时变化，从而占据主腔室的更大比例。

液体混合物优选经由通气入口被供给至主腔室。优选地，液体混合物从诸如用于收集在肉类烹饪期间产生的废物的收集装置供给。可将折流板(baffle)或其它流动能量消耗装置放置在入口位置或附近以便最大限度地减少新进入的液体混合物造成对主腔室中已存在的液体混合物的干扰。

在第二出口加入了限制/阻挡机构的第一实施方式中，优选由第一出口管道限定出的溢流部的高度使得第二出口与主腔室内液体混合物的高度之间存在相当大的高度差。例如，第二出口与主腔室内液体混合物的高度之间的高度差可为与第二出口与主腔室的基部或第一出口之间的高度差相同的数量级。维持该高度差将允许在主腔室的上部区域中产生充分深度的第二液体。

在第二出口为在液体混合物的正常操作液位(即当第二液体未被脱除时)上方的溢流堰或开口的第二实施方式中，由第一出口管道限定出的溢流部的高度从在第二出口的高度的位置或低于第二出口的高度的位置优选被抬升至在第二出口的高度上方的高度，使得第二液体能够经第二出口离开主腔室。第一出口管道的运动由探头激活，并由本领域的技术人员公知的任何机械机构例如齿轮机构实现。同样第一出口管道的高度被提升以从主腔室脱除第二液体，第一出口管道的高度可被降低以停止从主腔室脱除第二液体，例如，当探头指示第二液体的纯度已下降至预定水平时。保持第一出口的高度在第二出口的高度下方一些距离将允许在主腔室的上部区域中产生充分深度的第二液体。

优选地，在这方面，第一出口朝向主腔室的基部或处于主腔室的基部处以减少或消除第一出口下方的停滞或浪费的区域。优选地，入口朝向主腔室的底部使得分离的第二液体受进入的液体混合物的干扰更少，但充分高于第一出口使得液体混合物在主腔室内有充分的滞留时间进行分离并且不会直接从入口至第一出口短路。

优选地，在这方面，通过各探头检测的特性为第二液体中第一液体的浓度。各探头可由某些其它形式的传感器代替，例如通过光学、化学、电学和/或物理学手段检测液体混合物的状态的传感器。根据本发明的简单形式，该传感器可包括浮子，例如密度被选择成跟踪容器中液体的自由表面的浮子，这种情况下脱除机构可为加入了浮子并设置成响应容器中的液体积聚至预定高度而开启第二、密度较低部分出口的简单机械浮子阀。

在第一液体为水且第二液体为油脂的实施方式中，优选探头为执行Karl Fischer滴定法以确定油脂含水量的探头。优选地，传感器测量容器内流体的电阻。

在这方面，探头的目的是检测液体混合物的特性，并且在所述特性达到预定水平(即分离完成指标(例如期望的纯度水平))时响应而激活第二液体脱除机构(例如开启第二出口和/或提升第一出口管道的高度)。可调节该预定水平使得对开启第二出口的要求例如或多或少严格。例如，在第一液体为水且第二液体为油脂的实施方式中，探头的目的可以是测量在探头位置的油脂中水的量并在油脂中水的量下降到预定水平时——即在油脂达到期望的纯度水平时——激活第二液体脱除机构。因此，探头相对于第二出口的位置是重要的。探头在第二出口下方越多，经第二出口离开的第二液体具有特定(或更高)纯度的确定性就越大。但是，在特定实施方式中，探头可靠近第二出口或在第二出口上方而不影响液-液分离器的工作。

但是，在这方面，更优选探头在第二出口下方。这种情形中，经一旦响应探头进行的测量达到预定液位就开启的第二出口提取的第二液体将总是具有大于预定水平的纯度。

在这方面的一些实施方式中，设置了至少两个探头。在设置了两个探头的实施方式中，所述探头可相对于彼此竖直和/或水平布置，可操作系统使得在第二出口开启之前两个探头需要共同的读数。这种系统将降低探头故障引起过早激活第二液体脱除机构(即，在已达到第二液体的期望纯度之前)的风险。同样，如果未提供共同读数，而是最上部的探头指示高于最下部的探头的水量，则系统可指示故障。

这方面的探头可与计算机连接以监控该过程，并允许实时设定第二液体脱除机构被激活的预定液位。

在这方面，可包括加热元件。加热元件优选朝主腔室的顶部布置以确保在第二液体在室温形成固体的情况下，夹带的第一液体能够在重力作用下分离并且第二液体属于流性和/或可泵送的性质。在第一液体为水且第二液体为油脂的实施方式中，加热元件优选将液体混合物加热至约60℃。加热元件可以是本领域公知的且优选为Calrod型。也可包括本领域公知的任何类型的温度探头以测量温度并协助调节温度。

在这方面的一些实施方式中，在主腔室的基部设置又一出口以脱除积聚的液体混合物中原始存在的固体(例如蛋白质)。该又一出口优选采用阀形式，该阀能够在清洁期间或任何需要的时候开启以脱除积聚的固体。该又一出口优选在分离器的正常操作期间保持封闭。在这些实施方式中，第一出口可从主腔室的基部稍微上升使得固体积聚以便后续脱除而不是经第一出口管道前行。

在这方面的优选实施方式中，第一液体为水且第二液体为油脂。更优选地，液体混合物为从烘烤肉类例如商业化烘烤鸡肉产生的水-油脂混合物。

在本发明的上下文中，纯净的第二液体为其中第一液体的浓度被最小化或减小到期望水平的第二液体。在第一液体为水且第二液体为油脂的实施方式中，水和油脂还可包括一些夹带的微粒和一些可溶于水的油脂。因此，尽管使用了术语“分离完成指标”，但分离不必在绝对意义上完成，而是指预定可接受的完成水平。

在本发明的另一方面，提供一种用于收集在烹饪期间产生的液体混合物的收集装置，该收集装置包括：

-用于接收和保持液体混合物的罐；

-用于从罐泵送液体混合物的泵，该泵：(a)围绕第一轴线枢转；并且(b)可在与罐内的液体混合物接触的第一位置和与液体混合物不接触的第二位置之间运动；以及

-门，其：(a)铰接在第二轴线；并且(b)可在允许从收集装置至少部分移开罐的开启位置与关闭位置之间操作；

其中门围绕第二轴线从关闭位置至打开位置的运动导致泵围绕第一轴线从第一位置至第二位置的运动。

在这方面的优选实施方式中，泵从第一位置至第二位置的运动导致泵从罐移开使得可从收集装置至少部分移开罐(例如进行清洁)。在此实施方式中，罐和篮式过滤器能够被安全和容易地移开以进行清洁。

优选地，第二轴线优选为用于向下打开门的铰链。随同该门运动的第二曲柄或延伸构件(即杠杆)可围绕该第二轴线枢转。此外，第一轴线优选为泵在其与收集装置互相作用且泵围绕其枢转的点。第一曲柄或延伸构件(即杠杆)可围绕该第一轴线枢转。通过用杆将第一曲柄的远端与第二曲柄的远端连接而实现泵从罐——假设罐不是空的——中的液体混合物内的位置枢转至与液体混合物不接触且优选不在罐内的位置。然后，门围绕第二轴线的打开导致第二曲柄在杆上施力，该杆又在第一曲柄上施力，第一曲柄又使泵围绕第一轴线并远离滞留在罐内的任何液体混合物枢转。在此实施方式中，打开的门有利地用作罐在移开期间可在其上滑动并被引导的表面。在其它实施方式中，第二轴线为用于向上打开门的铰链。第一曲柄、第二曲柄和杆可具有允许打开门传力以使泵围绕第一轴线运动的任何形状。亦即，第一曲柄、第二曲柄和杆不必是管状或圆柱形的，虽然优选这些形状，但可具有适于放置在收集装置内的任何尺寸。此外，可包括更多构件，例如用于提供更好机械优点的构件和/或如收集装置的设计所需的构件。

这方面的收集装置可进一步包括开关，该开关取决于收集装置内用于其操作的罐的存在。亦即，该开关可用于使泵在罐处于适当位置的情况下才操作。该开关的存在还可有利于这样一个设计特征：其中使用计算机来记录关于何时移开罐进行清洁的输入并指示清洁何时过期。

在这方面的优选实施方式中，收集装置进一步包括过滤器，用于在液体混合物进入罐之前从液体混合物存在的任何微粒物质的至少一部分。

可设置本领域公知的任何类型的流体液位探头以通知泵液体混合物何时已达到最高液位并且现在需要进行泵送以避免溢出。优选地，流体液位探头附接在泵上，或附接在包括泵的组件上，使得其也可通过门的操作运动。又一优点在于如果泵已运行设定的时间段则可由计算机激活液体混合物无法下降的警报，因为这将通知泵或流体液位探头中的故障。优选地，将泵设成每次在其操作时充分清空罐。

可设置加热元件。在这些实施方式中，加热元件优选布置在泵附近以确保在液体混合物在室温为固体的情况下液体混合物具有可泵送的性质。在其中液体混合物来自肉类烹饪的实施方式中，加热元件优选将液体混合物加热至约60℃。加热元件可以是本领域公知的且优选为Calrod型。也可包括本领域公知的任何类型的温度探头以测量温度并协助调节温度。加热元件和温度探头还优选附接在泵或包括泵的组件上，使得它也可通过门的操作运动。

收集盘可设置在罐下方。收集盘可为收集装置本身的结构的整体部分，而不是分离的构件。收集盘用于收集任何溢流物并将其引导到排水管或其它存储位置。可选地，可将溢流管道装配在罐的侧面上。软管可与该溢流管道连接，或优选与装配在溢流部的出口下方的舌状碟连接以收集溢流物。收集盘和后一种溢流管道及舌状碟实施方式允许在无需分离排放软管的情况下移开罐。

冷凝穹顶可布置在罐上方和收集装置内。可选地，冷凝穹顶可为收集装置本身的结构的整体部分，而不是分离的构件。优选地，该冷凝穹顶设计成使得它用作进入罐的漏斗。这种冷凝穹顶提供了至少两个优点：(1)它提供了用于当门打开时(例如为了能够取出罐)泵从常规视角看被隐蔽的区域；以及(2)它可设计成使得蒸气可在其内表面上冷凝且此后流入罐内。可设置蒸气出口以适应未冷凝的任何蒸气。

在这方面的优选实施方式中，液体混合物为从烘烤肉类例如商业化烘烤鸡肉产生的水-油脂混合物。优选地，然后对液体混合物进行分离，以便例如在上述液-液分离器中回收油脂。

在本发明的另一方面，提供一种用于烤箱的水-油脂混合物分离系统，包括：

(a)收集装置；以及

(b)根据以上方面的分离器；

其中收集装置收集随后被传送到液-液分离器的水-油脂混合物。

还公开一种用于分离液体混合物中的第二液体和第一液体的方法，第一液体的密度高于比第二液体，该方法包括以下步骤：

-向液-液分离器的主腔室供给液体混合物，该主腔室具有上部区域和下部区域；

-使第一液体与第二液体的至少一部分分离，第二液体的分离部分处于主腔室的上部区域中；

-从主腔室的下部区域脱除第一液体的至少一部分，使得主腔室中第二液体与第一液体的比例增加；

-检测分离完成指标；以及

-响应所述检测，激活第二液体脱除机构以从主腔室的上部区域脱除第二液体的至少一部分。

还公开一种用于分离液体混合物中的第二液体和第一液体的方法，第一液体的密度高于第二液体，该方法包括以下步骤：

-将基本上所有第二液体保持在主腔室内，同时从主腔室的下部区域脱除第一液体的至少一部分，使得主腔室中第二液体与第一液体的比例增加；以及

-使用通过检测分离完成指标而激活的第二液体脱除机构从主腔室的上部区域脱除第二液体的至少一部分；

其中通过保持主腔室内液体混合物的高度低于主腔室的顶部而实现将基本上所有第二液体保持在主腔室内的步骤。

该方法的优选实施方式包括停用第二液体脱除机构使得停止从主腔室脱除第二液体的步骤。在一些实施方式中，可通过关闭第二出口停用第二液体脱除机构。在其它实施方式中，可通过将第一出口管道下降至低于第二出口的高度而停用第二液体脱除机构。

所公开的装置的一些变型提供：

液-液分离器，其向用户提供对至少一种回收的液体的纯度的控制；

废物收集装置，其可通过更容易地移开主要的废物接触构件而容易地进行清洁；

废物收集装置，其比现有技术的废物收集装置更加美观，至少部分是由于从常规视角看废物绝大部分被隐蔽的事实；以及

废物收集器装置，其比现有技术的废物收集装置更加安全，至少部分是由于即使在溢出的情况下废物也主要被容纳在收集装置内的事实。

附图说明

附图示出各种示例性装置。

图1示出烤箱和收集装置的侧视图；

图2示出处于关闭位置的收集装置的截面侧视图；

图3示出处于打开位置的收集装置的截面侧视图；

图4示出烤箱以及与液-液分离器连接的收集装置的正视图；

图5示出液-液分离器的截面图；

图6示出两个烤箱的平面图，并且相应的收集装置与液-液分离器连接；

图7示出烤箱、收集装置和液-液分离器的侧视图；

图8示出处于关闭位置的收集装置的截面侧视图；

图9示出液-液分离器的截面图；

图10示出处于正常操作模式下的液-液分离器的上部的放大截面图；

图11示出处于油脂脱除模式下的图9的液-液分离器的上部的放大截面图；

图12示出为了进行清洁而倾斜的液-液分离器的截面图；

图13是示出溢流部的截面图；以及

图14是分离器的立面示意图。

具体实施方式

图1示出收集装置20在烤箱10下方的定位。在使用过程中，烤箱10装有一批肉类(例如鸡肉)，并且在烹饪肉类时将蒸汽引导到烤箱10中。随着烘烤继续，蒸汽冷凝并且来自肉类的油脂(液体混合物)排放到收集装置20中的罐22。

图2和图3更详细地示出收集装置20。液体混合物经由入口28进入收集装置20。在进入罐22之前，它们首先经过具有壁14的冷凝穹顶56，以及过滤器46。作为蒸气进入冷凝穹顶的液体混合物在罐22冷凝或从收集装置通过蒸气出口30。液体混合物继续供给至罐22直到其到达流体液位探头34，该流体液位探头34激活泵24以将液体混合物泵出罐22。泵24被示为带有缠绕在泵进口周围的加热元件48，以及也安装在泵体上的温度探头50。这些构件将泵进口附近的液体混合物的温度调节至约60℃。

在商业环境中，罐22和过滤器46必须能够安全和容易地移开以便每周或以其它预定间隔进行清洁。为了允许这一点，当门26下降时泵24、流体液位探头34、加热元件48和温度探头50被提升出罐。然后可使用门26的内侧作为滑动面取出罐22和过滤器46。

门26能够借助于第一轴线38、第二轴线40和定位在它们之间的连杆42的设置和连接而提升泵24。在图2和图3中所示的实施方式中，第二轴线40为用于向下打开门26的铰链。附连于该第二轴线40的是随同门26运动的第一曲柄35。此外，第一轴线38为这样一个点，泵24在所述点处与收集装置20互相作用且泵24围绕所述点枢转。第二曲柄41从该第一轴线38延伸。泵24的枢转通过用杆42将第一曲柄39的远端与第二曲柄41的远端连接来实现。然后，门的打开导致第一曲柄39在杆42上施力，杆42又在第二曲柄41上施力，第二曲柄41又使泵24围绕第一轴线38并远离滞留在罐22内的任何液体混合物枢转。

图2和图3还示出开关44，其用于表示罐22处于泵24可操作的位置(即罐22处于收集装置20中)。罐22下方的盘52装配有允许任何溢流物流向排水管的排放管道(未示出)。可选地，溢流管道36能够装配在罐22的侧面和装配在溢流管道36的出口下方的舌状碟(未示出)上。这允许在无需分离排放软管(未示出)的情况下移开罐。

图4示出烤箱10下方的收集装置20的定位，收集装置20与液-液分离器70连接。在使用过程中，烤箱10装载有一批肉类(例如鸡肉)，并且液体混合物从烤箱流向收集装置20。液体混合物然后流向液-液分离器70，在液-液分离器70中油脂与水分离。

图5更详细地示出液-液分离器70。液体混合物经由通气的入口腔室75通过入口74进入分离器的主腔室72。在此实施方式中，主腔室为竖直的圆柱形罐。折流板92构成用于限制进入的液体混合物充装干扰已经分离的液体混合物的装置。还示出了加热元件88和温度探头90。这些构件将液体混合物的温度调节至约60℃。通过第一出口管道的溢流结构81的高度设定在出口76处的压力，在出口76处的压力又影响主腔室72内液体混合物的液位。出口管道80及其溢流部81因此构成用于调节在出口76处的压力的调节机构。

来自肉类烹饪的液体混合物除其它次要成分外还包括油脂和水。随着液体混合物进入主腔室72，油脂将由于它们密度较低而上升至顶部，而水将由于它密度较高而下落至底部。随着更多液体混合物被供给至主腔室72，过剩的水经第一出口76和第一出口管道80离开并且安装位置高的第二出口78(用于脱除油脂)保持封闭。第二出口78结合有倾泻阀86，该倾泻阀86保持关闭直到油脂纯度处于期望水平。因此，油脂在主腔室72的顶部区域中积聚直到第二出口78的倾泻阀86打开。

探头82和84感测液体混合物中第一液体的量，并且随着分离过程继续，主腔室72的上部区域中的第二液体(油脂)变得更纯(与第一液体(水)分离了)。分离过程继续，更纯的油脂沉淀在主腔室72的顶部。随着主腔室72中更纯的油脂的比例增加：

(1)油脂与水之间的分界面下移；并且

(2)容器中流体的上自由表面(即油脂的顶部)上移。

可跟踪该运动以提供油脂积聚的特性(例如，数量或纯度)的指标。当第一出口处于调节压力时，相对于第一出口来说分界面的高度和上自由表面的高度均因此提供积聚的油脂的特性的指示。随着油脂向下渗透，其最终到达探头82和84。当探头82和84在探头的相应预定液位感测到液体混合物中存在充分的油脂时，第二出口的倾泻阀86打开以从主腔室72释放更纯的油脂。探头82、84和倾泻阀86因此共同构成脱除机构。释放的油脂可仅在重力作用下流动，或可采用泵。

图7至图12示出本发明的另一实施方式。

图7示出收集装置120在烤箱110下方的定位，以及收集装置120与液-液分离器170之间的流体连通。在使用过程中，烤箱110装有一批肉类(例如鸡肉)，并且在烹饪肉类时将蒸汽引导到烤箱110中。随着烘烤继续，蒸汽冷凝并且来自肉类的油脂(液体混合物)排放到收集装置120中的罐122。液体混合物然后流向液-液分离器170以便使油脂与水分离。

图8更详细地示出收集装置120。液体混合物经由入口128进入收集装置120。液体混合物供给到罐122中直到高度达到流体液位探头134，探头134激活泵124以将液体混合物泵出收集装置，从而基本上清空收集装置。在到达泵124前，液体混合物经过过滤器146。

在商业环境中，罐122和过滤器146必须能够安全和容易地移开以便每周或以其它预定间隔进行清洁。为了允许这一点，可打开门126和前进入板127。

图8还示出用于指示过滤器146处于泵124可操作的位置的开关144。溢流管道136能够装配在罐122的侧面和装配在溢流管道136的出口下方的舌状碟(未示出)上。开关196还指示门126关闭。

图9、图10和图11更详细地示出液-液分离器170。液体混合物经由通气的进口腔室175通过进口174进入液-液分离器170。液体混合物进入主腔室172，该主腔室172为圆柱形罐。通过第一出口管道180及其溢流结构181(待进行描述)的高度设定主腔室172内液体混合物的液位。还示出了加热元件188和温度探头190。这些构件将液体混合物的温度调节至约60℃。示出分离器170的顶部具有矩形顶部区段198。在该顶部区段198的顶部设有拧上的进入板，加热元件188、探头182和184、温度探头190和喷水器194与该进入板连接。

参照图10，在正常操作模式下，出口管道180定位成限定出溢流结构181，该溢流结构181限定出自由流体表面181B(即暴露于大气压力的表面)。溢流部181由管表面181A的一部分限定。在操作中，经由出口176从主腔室172排出的水向上运动通过管道180，在部分181A上溢出，然后沿管道180继续下移到达废水管道197。通常，管道197将水引向排水管，该排水管最终通向下水道。

可选地，管道180在部分181A上方的部分可通气以防止在管道180中形成虹吸。

探头182和184感测液体混合物中第一液体的量，并且随着分离过程继续，主腔室172的上部区域中的第二液体(油脂)变得更纯(与第一液体(水)分离了)。分离过程继续，更纯的油脂沉淀在主腔室172的顶部。随着更纯油脂的量增加，其向下渗透(即，水A与油脂B之间的分界面200下移)。

当探头182和184完全浸没在油脂中时，分离器170及其控制器(未示出)进入油脂脱除模式，其中第一出口管道180、且特别是部分181A的高度被升高到第二出口178的高度上方。在油脂脱除模式下，随着流体继续进入容器，在出口176处的压力增加，从而抬升了积聚的油脂B和自由表面181B，直到自由表面181B到达在新升高的位置处的部分181A(参见图11)。部分181A的新升高的位置被选择为使得油脂被抬升而落在溢流堰状出口178上，从而通过溢流到第二出口178中而从主腔室172释放更纯的油脂。

在此实施方式中，当存在两个操作位置(或模式)时，其中

(a)第一出口管道180的高度低于第二出口178的高度(正常操作模式)并且

(b)第一出口管道180的高度高于第二出口178的高度(低密度部分脱除模式)，

分别如图10和图11所示。齿轮机构199在图9中被示为运动第一出口管道180的高度的装置。

在低密度部分脱除模式下，随着部分B离开腔室，分界面200上升。当上探头182检测到其末端完全浸没在水B中时，脱除机构控制调节机构以通过降低溢流部181而降低在出口176处的压力，并且分离器370从而返回其正常操作模式。在此实施方式中，探头182的下降范围为倾泻溢流堰178下方约12mm。

已积聚在塔顶的脂肪因此被倾泻。少量水也可被倾泻，但将沉淀并且可从脂肪储罐(未示出)的底部排放。

因此，在图9、图10和图11的实施方式中，出口管道180及其溢流部分181构成压力调节机构，并且探头182、184和齿轮机构199共同构成脱除机构，该脱除机构控制调节机构以增加在第一出口处的压力以从容器脱除低密度部分。示出用来清洁探头182和184的任何残余油脂积聚的喷射器194。喷射在探头上的水然后进一步用来通过又一出口196冲掉主腔室172的下部及其构件。

在图12中，液-液分离器170被示为从其基部铰接。这使得所有可维修的构件的拆卸以及清洁更容易。

油脂和水通常在1至2小时的时段分离，因为这是探头82和84记录需要的纯度水平所需的时间。但是，该分离时间将取决于液-液分离器的设计及其操作条件(例如液体混合物流速和液体混合物的性质)。

当烤箱已完成烘烤时，烤箱利用清洁剂进行清洁循环以漂洗和清洁烤箱内部构件。该清洁用水和清洁剂然后可通过收集装置和液-液分离器。

图6示出具有两个单独烤箱的商用烤箱装置，各烤箱带有它们自身的收集装置。各单独的收集装置与同一液-液分离器连接。

图13是溢流堰箱281的截面图，该溢流堰箱281为溢流部的替代形式。溢流堰箱281从出口管道部分280A接收水并且包括水流过的边缘281A以限定出自由表面281B，并经由出口管道部分280B继续流向排水管或下水道(图13中未示出)。溢流堰箱281的操作与图10和图11所示的溢流部181的操作的类似之处在于，边缘281A(以及由其限定出的自由表面281B)在出水口(图13中未示出)上方的相对高度调节在出水口处的压力。

图13示出处于其正常操作位置的溢流堰箱281。在油脂脱除模式下，形式为简单板状竖直叶片的部件281C下降而邻接边缘281A。在此位置，随着液体被供应到容器的主腔室(图13中未示出)，自由表面281B上升直到水在部件281C的上边缘281D上溢出，因此在来自主腔室的出水口处的压力增加。应该理解的是，部件281C无需密封地接合边缘281A；仅需这些部分配合使得自由表面281B被抬升。

图14示出可选形式的分离器370。分离器370构造成落座在烤箱下方并经由进入管道328从烤箱接收烹饪副食品，不带如前述实施方式中的中间收集装置。

入口328开口到主腔室372中。主腔室372具有比其它实施方式的分离器更大的容量以容纳否则将被储存在中间收集装置中的流体容积。腔室372被尺寸定制成保持一天的脂肪输入。

在此实施方式中，主腔室372具有下蹲式直立圆柱形区段372A，下蹲式直立圆柱形区段372A由截头圆锥形区段372B盖住，该截头圆锥形区段372B又被直径较小的短圆柱形区段372C盖住。

出口管道378从顶部圆柱形区段372C延伸，并且探头382和清洁射流器394由区段372C承载。出口管道378、探头382和清洁射流器394的操作与前述实施方式非常类似。

出口管道部分380A从安装在主腔室372下部的出口(未示出)延伸到溢流堰箱381。出口管道部分380B从溢流堰箱381向下延伸到废物管道397。出口管道和溢流堰箱的操作与前述实施方式非常类似。

分离器370包括加热器以及设置成监控主腔室370内流体的温度的热电偶，以确保主腔室372内的流体被维持在液态。通常优选介于65摄氏度与70摄氏度之间的温度。

分离器370与用于快速烘烤鸡肉的由Moffat^TM制造的Convotherm^TM烤箱一起工作。分离器370计划每晚清空并在其将满时生成错误信号。烤箱在烘烤循环期间使用大量蒸汽并且每小时每个烤箱来自蒸汽的冷凝物可高达100升水。分离器370可与一个或两个烤箱连接并且分离器370的操作如下：

A.将腔室372中的水加热至65度并通过加热元件在该温度±1摄氏度调节水。

B.允许脂肪在腔室372内与水分离使得脂肪能够以适当的间隔倾泻到储存容器(未示出)中。

C.允许含有可溶脂肪和蛋白质的水通过软管397排放。

D.烤箱具有自动清洁循环，其中清洗剂和中和剂(neutraliser)被泵送通过烤箱然后被泵送至塔。因此利用清洗剂清洁塔，然后喷洗整个塔并且利用自动阀398将其容纳物自动倾泻至废物池。

分离器包括控制器(未示出)，该控制器包括电路板并能够：

A.利用热电偶监控水温。

B.接通和切断加热元件(其具有600W功率)以将水保持在所需温度。

C.利用由不锈钢形成的探头接收指示在腔室372顶部的两个液位的水、脂肪或空气的存在的信号。

D.将24伏DC马达(未示出)驱动至上死点或下死点位置。马达驱动曲柄(未示出)，该曲柄又运动溢流堰组件，从而升高或降低塔内的水位。

E.从两个接近开关接收数据以判断DC马达处于TDC还是BDC。

F.在清洁循环期间，打开电磁阀以在一段时间向喷嘴供应流体，从而通过塔喷射热水(来自热水源)。

G.在清洁循环期间以预定间隔打开和关闭电动球阀398。

H.驱动一系列LED灯以警告操作人员和/或服务人员任何下列故障：

(i)顶部传感器故障

(ii)底部传感器故障

(iii)水传送故障

(iv)脂肪倾泻故障

(v)BDC或TDC接近故障

I.通过电子切换从任意烤箱接收指令以通知烤箱正在操作、待机、关闭或处于清洁模式下(三个步骤-化学清洁、中和剂清洗、漂洗)。

应该理解的是，本说明书中公开和定义的发明扩展至文中所述或从文中或附图显而易见的单独特征的两个或更多个的所有可选组合。所有这些不同组合构成本发明的各个可选方面。

Claims

1.一种液体分离器，包括：

容器，液体在所述容器中分离成漂浮在密度较高部分上的密度较低部分；

入口，用以接收液体进入所述容器；

第一出口，用以传送来自所述容器的所述密度较高部分；

第二出口，其定位在所述第一出口上方，用以传送来自所述容器的漂浮的密度较低部分；

调节机构，用以调节在所述第一出口处的压力；以及

脱除机构，包括一个或多个传感器，所述传感器用以感测在所述第一出口上方的第一预定液位的漂浮的密度较低部分，并响应所述传感器而从所述容器脱除漂浮的密度较低部分。

2.根据权利要求1所述的分离器，其中，所述脱除机构控制所述调节机构以增加在所述第一出口处的压力从而从所述容器脱除所述漂浮的密度较低部分。

3.根据权利要求1或2所述的分离器，其中，所述调节机构包括从所述第一出口延伸至在所述第一出口上方的溢流部的管道。

4.根据权利要求2所述的分离器，其中，所述调节机构包括从所述第一出口延伸至在所述第一出口上方的溢流部的管道；

所述溢流部包括所述密度较高部分流过的部分；并且

所述脱除机构抬升所述部分以增加在所述第一出口处的压力。

5.根据权利要求2所述的分离器，其中，所述调节机构包括从所述第一出口延伸至在所述第一出口上方的溢流部的管道；

所述溢流部包括所述密度较高部分流过的部分和一部件；并且

所述脱除机构将所述部件下降到所述部分上以增加在所述第一出口处的压力。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的分离器，其中，所述脱除机构包括用于选择性地封闭所述第二出口的可开启封闭装置。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的分离器，其中，所述第一预定液位在所述容器中的液体的自由表面下方。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的分离器，包括一个或多个进一步的传感器以在与所述第一预定液位竖直隔开的第二预定液位检测所述密度较高部分；

其中所述脱除机构对所述进一步的传感器进行响应而中断从所述容器脱除所述密度较低部分。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的分离器，包括加热器。

10.一种处理液体的方法，所述方法包括：

向容器供应所述液体，液体在所述容器中分离成漂浮在密度较高部分上的密度较低部分；

从所述容器脱除所述密度较高部分；

调节在所述容器中某一位置的压力；

响应感测在所述容器中的所述位置上方的第一预定液位的漂浮的密度较低部分而从所述容器脱除漂浮的密度较低部分。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，脱除所述漂浮的密度较低部分包括增加在所述容器中所述位置的压力。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

从所述容器脱除所述密度较高部分包括经由第一出口脱除所述密度较高部分；并且

增加在所述容器中所述位置的压力包括抬升在所述第一出口下游的溢流部。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，抬升所述溢流部包括抬升流体流过的结构。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，抬升所述溢流部包括将一部件降低到流体流过的结构上。

15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其中，从所述容器脱除所述密度较低部分包括开启用于所述密度较低部分通过的出口。

16.根据权利要求10至15中任一项所述的分离器，其中，所述第一预定液位在所述容器中的液体的自由表面下方。

17.根据权利要求10至16中任一项所述的方法，进一步包括响应感测在与所述第一预定液位竖直隔开的第二预定液位的密度较高部分而中断所述密度较低部分的脱除。