CN103842092A - 用以功率减小的离心机及离心机的排放口部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种旋转机械(1)，特别是沉降式离心机，包括：筒形件(2)，该筒形件(2)能够绕着轴线(5)旋转，以产生由进给浆料形成的柱形池，所述筒形件(2)具有重相排出口(10)；以及基板(6)，该基板(6)设置在所述筒形件(2)的一个纵向端部(8)处；至少一个出口开口(9)，其设置在所述基板(6)中；液相排出口部件(14，22)，其布置在所述至少一个出口开口(9)上；其特征在于，所述液相排出口部件(14，22)包括具有纵向轴线的(18)的至少一个敞开的直通道(17)；其中，所述通道(17)的纵向轴线(18)以相对于所述基板(6)成锐角(α)的方式延伸，且所述通道(17)具有在所述纵向轴线(18)方向上的延伸。本发明还涉及一种液相排出口部件(14，22)，该液相排出口部件(14，22)适于布置在旋转机械(1)、特别是沉降式离心机的出口开口(9)上。

Description

用以功率减小的离心机及离心机的排放口部件
技术领域
本发明涉及一种旋转机械，该旋转机械包括筒形件，该筒形件能够绕着轴线旋转，以产生由进给浆料形成的柱形池，所述筒形件具有重相排出口和基板，该基板设置在所述筒形件的一个纵向端部处，至少一个出口开口设置在所述基板中，并且液相排出口部件布置在所述至少一个出口开口上。本发明进一步涉及一种液相排出口部件，该液相排出口部件适于布置在旋转机械的出口开口上。
背景技术
这种类型的旋转机械已根据US7022061得知，其具有管状出口部件，其中在筒形件旋转的相反方向上具有肘弯管。相似的旋转机械在US2004/072668中描述，并且描述了壳体，在该壳体在壳体的侧面处设有喷嘴。在壳体的上方可设置堰形件。液体的排出与基板形成一定角度。然而，在这种机械的某些应用中，喷嘴易于堵塞，并且因而液体将会溢流流动，这会增加功耗。
另一种旋转机械，特别是离心分离器，在WO2008/138345中公开。本文中，壳体也设有与基板成一定角度的排出开口。池的水平高度由具有溢流边缘的堰形件产生。该堰形件与根据例如US4575370中已知的堰形件相似地操作，但只有一个区别，即，流动处在不会附着到基板的外侧的方向上。
上述WO2008/138345的分离器看起来似乎解决了US4575370的问题。然而，与US4575370相比，还存在径向方向上不受控制的液体流动和在出口处的较低的液体加速度。
发明内容
因而，本发明旨在提供一种旋转机械和用于该旋转机械的液相排出口部件，以消除或减少上述问题，并且其中，功率回收得以提高。
根据本发明，旋转机械包括能够绕着轴线旋转以产生由进给浆料形成的柱形池的筒形件，所述筒形件具有重相排出口和设置在所述筒形件的一个纵向端部处的基板，至少一个出口开口设置在所述基板中，并且液相排出口部件设置在所述至少一个出口开口上。
本发明的特征在于，所述液相排出口部件包括至少一个敞开的直通道，所述至少一个敞开的直通道具有纵向轴线，其中，所述通道的纵向轴线以相对于所述基板成锐角的方式延伸，并且所述通道具有在所述纵向轴线的方向上的延伸。通过该延伸，液体流通过以与基板成锐角的所述通道而或多或少沿着周向方向引导，并且反作用力可用于旋转筒形件，因此大大减少了能耗。所述至少一个通道可以是敞开或者闭合的。
在所述通道的长度是宽度的0.1和5倍之间，有利地是1和3倍之间的情况下，液体流可以更可靠地引导到所意图的方向上。
如果附加的闭合通道相对于所述至少一个通道径向向外地设置，且该闭合通道的纵向轴线平行于所述至少一通道的所述纵向轴线，则存在附加的能量回收源。
当所述闭合通道的长度约等于所述通道的长度时，两股流的流动处于大致相类似的方向上并且因此不相互干扰。
如果喷嘴部件布置在所述闭合通道的端部处，则液体流甚至能够更好地引导到期望方向上，并且因为液体流的高速度，甚至更高的能量回收是可能的。如果喷嘴被堵住，则液体将通过敞开的通道以较小的功耗增加而排出。
当所述喷嘴部件是可调整和/或可更换的时候，可得到进一步的改善。因此，液体流可调整到期望产出。
此外，如果狭槽或其它机械方案设置在所述液相排出口部件中，以在径向方向上调整所述液相排出口部件，则筒形件中的水平高度可容易地改变。
本发明的进一步目的在于提供一种液相排出口部件，该液相排出口部件适于布置在旋转机械的出口开口上。根据本发明，该液相排出口部件包括凸缘，入口开口设置在所述凸缘中。本发明的特征在于，所述液相排出口部件包括具有纵向轴线的敞开的直通道，其中，所述通道的纵向轴线以相对于所述凸缘成锐角的方式延伸，且所述通道具有在所述纵向轴线方向上的延伸。通过该延伸，液体流通过与基板成锐角的所述通道而或多或少沿着周向方向上引导，且反作用力可用于使筒形件旋转，因而大大减少了旋转机械、例如离心机的能耗。
优选地，由于所述液相排出口部件的所述通道的长度等于或者大于所述通道的宽度，所以液体流可以更可靠地被引导到所意图的方向上。
如果所述液相排出口部件具有布置在所述通道的底部下方的附加的管状开口，那么便存在第二能量回收源，其中该管状开口的纵向轴线平行于所述通道的所述纵向轴线。
有利地是，当所述管状开口的长度约等于所述通道的长度时，因此两股流的流动都在大致类似的方向上，并因而不会相互干扰。
进一步改进的特征在于，喷嘴部件布置在所述管状开口的端部处，由此所述喷嘴部件可以是可调整和/或可替换的。如果喷嘴部件布置在所述管状开口的端部处，则液体流甚至可以更好地引导至期望方向上，且因为液体流的高速度，甚至更高的能量回收是可能的，且通过可调整和/或可替换的喷嘴部件，液体流可容易地调整到旋转机械、例如离心机的期望产出。
如果根据本发明的液相排出口部件具有狭槽，用以相对于所述旋转机械的所述出口开口调整所述液相排出口部件，则所述旋转机械、例如离心机的筒形件中的水平高度可容易地改变。
附图说明
现在将基于但不限于示例性实施例参考附图进一步详细说明本发明。在附图中，
图1示出了现有技术中的旋转机械，如沉降式离心机的示意图，
图2a示出了安装有根据本发明的一个实施例的液相排出部件的旋转机械的端部处的基板的一部分的视图，
图2b示出了图2a的顶视图，
图3示出了根据本发明的一个实施例的液相排出部件的视图，
图4a示出了根据图3的一个实施例的液相排出部件的顶视图，
图4b示出了沿着图4a中的线IV-IV的截面，
图5a示出了安装有根据本发明的另一个实施例的液相排出部件的旋转机械的端部处的基板，
图5b示出了图5a的顶视图，
图6示出了根据图5的液相排出部件的3维视图，
图7示出了根据图5的液相排出部件的前视图，
图8示出了沿着图7中的线VIII-VIII的截面，并且
图9示出了根据本发明的液相排出部件的第三实施例。
具体实施方式
图1示出了现有技术的沉降式离心机(decanter centrifuge)1，其包括筒形件和螺杆输送器3，该螺杆输送器3安装在轴4上，使得它们在使用中能够绕着旋转轴线5而旋转，并且旋转轴线4在筒形件2的纵向方向上延伸。筒形件2进一步包括设置在筒形件2的一个纵向端部处的基板6，该基板6具有内侧7和外侧8。基板6设有多个液相出口开口9。此外，筒形件2在与基板6相对置的端部处设有固相排出开口10。
另外，螺杆输送器3包括入口开口11，该入口开口11用于将比如浆料供给到离心分离器1，该浆料包括轻质相或液相12和重质相或固相13。在离心分离器1旋转期间，获得液相12和固相13的分离。液相12通过基板6中的出口开口9而排出，而螺杆输送器3向着固相排出口10输送固相13，固相13通过该固相排出口10而排出。
图2a示出了根据本发明的一个实施例的安装有液相排出部件14并利用螺栓24固定的基板6的一部分的视图。还示出了筒形件2的旋转方向15。此外，可以看到液体流的方向16基本与旋转方向15相反。然而，在旋转轴线5的方向上也具有分量，该分量导致更好的液体流，而不会干涉其它液相排出部件。这可以从图2b中看出。
图3示出了具有敞开的直通道17的液相排出部件14的视图。此处，可观察到通道17具有纵向轴线18。通道17仅在三个侧面被覆盖，即，其在顶部是敞开的。所以通道17不会有堵塞或者类似封闭的危险。此外，可以看到有狭槽19在凸缘20中，狭槽19使得允许将液相排出部件14调整到筒形件2中的特定水平高度。然而，可以有用来将凸缘20固定到基板6的其它机械方案。此外，这允许将液相排出部件14安装在不同类型或者不同尺寸的旋转机械或者离心分离器上。此外，示出了在通道17之前存在渐缩部21。用于液体的这一渐缩部在液体接近通道时导致低的液压损失。此外，通道17可以具有U形、半圆或者其它适合形式的横截面。
在图4a中，示出了液相排出部件14的顶视图。此处清晰看到凸缘20和通道17的纵向轴线18之间的角度α。角度α可在1°-35°的范围中，更优选地在10°和20°之间，且优选值是15°。凸缘20可以是长方形(如所示出的那样)、圆形或其它形状。图4b示出了沿着图4a中的线IV-IV的截面，其中可见凸缘20的壁21以角度β升高。角度β可以在1°-80°的范围中，更优选地在25°和45°之间，特别是约35°。当液体靠近通道时，壁21的这一升高形成了渐缩部。因此，液压损失不高。通过该压降的减少，液体速度在通道的开始处不会下降得太多。因而，这使得在通道的端部处导致高速以及增加的能量减少。
图5a示出了与图2a类似的基板6，但是具有根据本发明的另一个实施例的液相排出部件22。再次示出了旋转方向15，以及在与旋转方向15相反的方向上的液体流16和16’。通过闭合通道23的是第二液体流16，，其中该闭合通道23布置成从轴线5相对于通道17朝向外侧。再次，在旋转轴线5的方向上也有分量，这可在图5b中的顶视图中看到。
在图6a中，示出了根据本发明的液相排出部件22的实施例。该液相排出部件22由凸缘20组成，该凸缘20可以是具有狭槽19的长方形(如所示出的那样)、圆形或其它形状，螺钉24通过狭槽19安装到筒形件2的基板6。存在敞开的直通道17，其以从基板6成一定角度的方式引导液体流。在通道17的下方，即，这也指筒形件中的流体的水平高度下方，布置了闭合通道23。闭合通道23可以进行调整或者安装有可替换的喷嘴26，该喷嘴26具有适于不同流量的其它敞开直径。在正常操作中，旋转机械、例如沉降式离心机的离心液体流可处在流过通道17与流过喷嘴23为10比90到70比30的比率，而如果特别地所有喷嘴都堵塞了，则该比率可高达100比0。优选地，该比率小于50比50，这是因为这允许更好地引导的液体流，以及更高的速度，从而导致更高的能量回收量。
图7示出了液相排出部件22的图，其中在凸缘20中布置有狭槽19。可看到敞开的直通道17具有其出口开口且进一步包括闭合通道23，该通道可具有管状、长方形、多边形或者其它横截面。因为闭合通道23的开口(和敞开的直通道17)可见，所以清楚的是，这些通道与凸缘20的平面成一定角度。
图8示出了沿着图7中的线VIII-VIII的液相排出部件22的截面。(如图所示的)管状的闭合通道23的直径25对应于敞开的直通道17的宽度，并且闭合通道23的中心轴线相应地在通道17的纵向轴线18的方向上，且与凸缘20围成角度α。闭合通道23的长度24在该直径或者该宽度的0.1到5倍之间，最优选地是1到2倍的范围内。
图9示出了与图2a相似的液相排出口的另一个实施例。然而，此处的通道17是弧形的。
从图5a、5b、6、7、8和9可以看到，用于液体的渐缩部在液体接近通道时可具有各种形状。该渐缩部的主要效果在于液压损失不高。
通常，液相排出口14、22设有两个部分。一个部分具有直到通道17，23的渐变限制部21。另一个部分包括至少一个敞开的通道17或者闭合通道23，且具有或不具有喷嘴。
尽管本发明已经关于具体实施例进行了说明，但是本发明不限于这些实施例，而是其它的实施例也落入权利要求书的范围中。比如，通道的横截面可以具有所有类型的形状。

Claims (15)

1.一种旋转机械(1)，特别是沉降式离心机，包括：
筒形件(2)，所述筒形件(2)能够绕着轴线(5)旋转，以产生由进给浆料形成的柱形池，且所述筒形件(2)具有重相排出口(10)；以及
基板(6)，所述基板(6)设置在所述筒形件(2)的一个纵向端部(8)处；
至少一个出口开口(9)，其设置在所述基板(6)中；
液相排出口部件(14，22)，其布置在所述至少一个出口开口(9)上；
所述液相排出口部件(14，22)包括至少一个敞开的直通道(17)，所述至少一个敞开的直通道(17)具有纵向轴线(18)；
其中，所述通道(17)的所述纵向轴线(18)以相对于所述基板(6)成锐角(α)的方式延伸，且所述通道(17)具有在所述纵向轴线(18)的方向上的延伸。
2.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述通道(17，23)的长度是宽度的0.1到5倍。
3.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，附加的闭合通道(23)相对于所述至少一个通道(17)径向向外地设置，所述附加的闭合通道(23)具有与所述至少一个通道(17)的所述纵向轴线(18)平行的纵向轴线(18)。
4.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，所述闭合通道(23)的长度大约等于所述至少一个通道(17)的长度。
5.根据权利要求3所述的旋转机械，其特征在于，喷嘴部件设置在所述闭合通道(23)的端部处。
6.根据权利要求5所述的旋转机械，其特征在于，所述喷嘴部件是可调整和/或可替换的。
7.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，所述液相排出口部件(14，22)包括在所述通道(17，23)之前的渐缩部。
8.根据权利要求1所述的旋转机械，其特征在于，狭槽(19)设置在所述液相排出口部件(14，22)中，以在径向方向上调整所述液相排出口部件(14，22)。
9.一种液相排出口部件，其适于布置在旋转机械(1)、特别是沉降式离心机的出口开口上，该液相排出口部件包括：
凸缘(20)；
入口开口(9)，所述入口开口(9)设置在所述凸缘(20)中；
所述液相排出口部件(14，22)包括至少一个敞开的直通道(17)，所述至少一个敞开的直通道(17)具有纵向轴线(18)；
其中，所述通道(17)的所述纵向轴线(18)以相对于所述凸缘(20)成锐角(α)的方式延伸，且所述通道(17)具有在所述纵向轴线(18)的方向上的延伸。
10.根据权利要求9所述的液相排出口部件，其特征在于，所述通道(17，23)的长度是宽度的0.1到5倍。
11.根据权利要求9所述的液相排出口部件，其特征在于，附加的闭合通道(23)布置在所述至少一个通道(17)的底部下方，所述附加的闭合通道(23)具有与所述至少一个通道(17)的所述纵向轴线(18)平行的纵向轴线(18)。
12.根据权利要求11所述的液相排出口部件，其特征在于，所述闭合通道(23)的长度大约等于所述至少一个通道(17)的长度。
13.根据权利要求11所述的液相排出口部件，其特征在于，喷嘴部件设置在所述闭合通道(23)的端部处，所述喷嘴部件有利地是可调整和/或可替换的。
14.根据权利要求9所述的液相排出口部件，其特征在于，所述液相排出口部件(14，22)包括在所述通道(17，23)之前的渐缩部。
15.根据权利要求9所述的液相排出部件，其特征在于，狭槽(19)设置在所述液相排出口部件(14，22)中，以相对于所述旋转机械(1)的所述出口开口(9)调整所述液相排出口部件(14，22)。
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