CN104955580A - 离心分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将流体混合物分离成成分的离心分离器(1)，其包括转子(3)，转子(3)在其自身内形成由转子壁(5)界定的分离空间(4)，并且包括一组分离板(6)，其在其间限定分离通道(7)。入口(8)布置用于供应待分离的流体混合物，并且第一出口(9)布置用于流体混合物的分离的较轻第一成分。浆体空间(10)限定为在分离板径向外侧的分离空间的环形部分。第二出口(11)布置用于排出流体混合物的分离的较稠密第二成分，从浆体空间的径向外部分延伸。多个浆体空间板(12)布置在浆体空间中，相对于旋转轴线向外且沿环形方向延伸，同时在浆体空间板和转子壁之间形成间隙(13，13′)，所述浆体空间板是与分离板分离的构件。

Description

离心分离器

技术领域

本发明大体涉及一种用于将流体混合物分离成成分的离心分离器，尤其是一种包括转子的离心分离器，该转子形成分离空间，其中一组分离板在其间限定分离通道。

背景技术

SE186436显示了一种离心分离器，其具有截头圆锥形分离盘的叠堆，其中一个盘形成了延伸到分离空间的浆体空间中的环形盘部分。该环形盘部分用于将盘叠堆分成第一区段和第二区段，在该第一区段中优化轻相的清洗(净化器操作模式)，在该第二区段中优化重相的清洗(浓缩器操作模式)。

发明内容

本发明的目的在于如最初限定地改进离心分离器的分离效率。具体地说，目的在于减小分离颗粒再循环到分离板之间的分离通道中的风险。

因而，本发明涉及一种用于将流体混合物分离成成分的离心分离器，其包括框架和转子，该转子围绕旋转轴线可旋转地支承在框架中。转子在其自身内形成由转子壁界定的分离空间，并且包括一组分离板，其限定其间的分离通道。分离板可为截头圆锥形盘或轴向盘，其提供了相对于径向方向具有倾斜度的分离表面。离心分离器还包括入口和第一出口，该入口延伸到转子中，用于将待分离的流体混合物供应在分离空间中，该第一出口用于流体混合物的分离的较轻第一成分，从分离空间的径向内部分延伸。流体混合物的该较轻第一成分可为较轻的液体成分，诸如油。浆体空间限定为在分离板径向外侧的分离空间的环形部分。离心分离器还包括第二出口，其用于排出流体混合物的分离的较稠密第二成分，诸如浆体(包括较稠密的固体颗粒物质)，从浆体空间的径向外部分延伸。多个浆体空间板布置在浆体空间中，相对于旋转轴线向外且沿环形方向延伸。浆体空间板是与分离板分离的构件。间隙形成在浆体空间板和转子壁之间，以允许浆体在排出期间在浆体空间板和转子壁之间经过。

这一切的效果是可减少分离板径向外侧的分离空间中的涌流或湍流。具有轴向流分量的此类涌流可具有夹带已经与液体混合物分离的颗粒使得它们重新引入到分离板之间的分离通道中的非期望效果。由于浆体空间板，故因而可减小分离颗粒再循环到盘组件的分离通道中的风险，并且提高离心分离器的分离效率。因为浆体空间板是与分离板分离的构件，所以浆体空间板的定形、尺寸和分布可独立于分离板的选择(诸如数量、尺寸、轴向/截头圆锥形类型等)而变化。

浆体空间板可呈包封分离板的环形盘的形式。浆体空间板可沿垂直于旋转轴线的方向延伸。因而浆体空间板可用于限定在分离板径向外侧的流动区，而不用作分离表面。

浆体空间板可构造成使得在浆体空间板和转子壁之间提供间隙。在浆体空间板和转子壁之间的间隙可为基本上恒定的，并且优选为至少3mm，更优选为至少5mm。因而间隙足够大，以允许浆体在排出期间在浆体空间板和转子壁之间经过。

间隙可形成在分离板和浆体空间板之间，并且在分离板和浆体空间板之间的间隙可优选为至少3mm。因而待分离的流体混合物可分布在分离板的分离通道上面。具体地说，如果分离板呈截头圆锥形盘的形式，则该间隙可减小盘叠堆上面的压降，该截头圆锥形盘设有呈缝隙形式的切口，以将待分离的流体流分送穿过盘叠堆和在其上面分送，该缝隙是朝向分离盘的外半径开启的切口。备选地，在分离板和浆体空间板之间的间隙可最小化。

浆体空间板可布置在比分离板之间的距离更大的相互距离处，该分离板在其间限定分离通道。在浆体空间板之间的相互距离可在2-40mm的范围内，优选在5-20mm的范围内，更优选为大约10mm。浆体空间板的数量可在5-30的范围内，优选在10-20的范围内。因而浆体空间板的数量和分布可在打破流型方面特别有效，并且同时提供足够的空间，以避免浆体收集和在排出时不分开。

浆体空间板可连接成形成单元。多个浆体空间板可通过多个连接板而连接成形成单元，该多个连接板沿轴向方向布置并且均匀分布在旋转轴线周围。因而，可改进和简化浆体空间板的处理。

连接板可延伸至转子壁，以支承单元。离心分离器可包括支承分离板的分配器，并且浆体空间板可由分配器支承。因而浆体空间板或盘单元可被有效地支承并且在浆体空间中保持在合适位置。浆体空间板还可由顶盘和/或由连接板支承，该连接板联接于分离板的叠堆的径向外部分。

多个分离板可为截头圆锥形盘的叠堆，其可设有围绕各个盘的外周分布的一定数量的开口或切口，以形成优选沿轴向方向延伸穿过叠堆的通道。因而，待分离的流体混合物的流可有效地分送穿过截头圆锥形盘的叠堆和在其上面分送。

转子可包括设在分离板的顶部处的顶盘，该顶盘在截头圆锥形板外沿径向延伸，并且浆体空间板可在顶盘的外部分内沿径向延伸。离心分离器可包括用于较稠密的第三成分的第三出口，其从浆体空间的径向内部分延伸，诸如在顶盘和转子壁之间的通道中。流体混合物的该较稠密的第三成分可为较稠密的液体成分，诸如水。

附图说明

现在经由示例参照附图描述本发明，在该附图中：

图1显示了具有一组浆体空间板的离心分离器的横截面。

图2显示了具有一组浆体空间板的离心分离器的转子的横截面。

具体实施方式

图1显示了用于将流体混合物分离成成分，诸如用于从油基流体混合物分离水和颗粒的离心分离器1。分离器具有框架2，其借助于心轴20支承围绕旋转轴线x的离心转子3，心轴20通过第一轴承和第二轴承连接于框架。转子由马达驱动，诸如如所示的电动直接驱动马达21。转子在其自身内形成由转子壁5限定的分离空间4，其中布置了呈截头圆锥形分离盘的叠堆形式的一组分离板6。分离盘在每对相邻的盘之间形成分离通道7。固定入口8延伸到转子中，用于将待分离的流体混合物供应至分离空间。用于流体混合物的分离的较轻第一成分的第一出口9从分离空间的径向内部分延伸。浆体空间10限定为在分离板径向外侧的分离空间的环形部分，并且用于排出流体混合物的分离的较稠密第二成分的第二出口11从浆体空间的径向外部分延伸。

现在参照图2进一步描述转子3。转子在其自身内形成由转子壁5界定的分离空间4，其中布置了呈截头圆锥形分离盘的叠堆形式的一组分离板6。分离盘在每对相邻的盘之间形成了分离通道7。各个分离盘设有一定数量的开口或切口17，其围绕各个盘的周边分布，以形成沿轴向方向延伸穿过叠堆的通道18，以使待分离的流体流分送穿过盘叠堆和在其上面分送。转子还包括分配器16，其界定转子中的中心入口空间23，中心入口空间23经由转子中的通道连接于分离空间4。分配器支承分离盘的叠堆。固定入口8延伸到入口空间中，用于供应待分离的流体混合物。用于流体混合物的分离的较轻第一成分的第一出口9从分离空间4的径向内部分延伸。浆体空间10限定为在分离盘径向外侧的分离空间的环形部分。围绕转子的圆周分布的多个第二出口11从浆体空间的径向外部分延伸，用于排出流体混合物的分离的较稠密第二成分，表示为浆体。第二出口11的开启由操作滑动件24控制，操作滑动件24布置成在短时间段内从闭合位置移位，用于排出收集在浆体空间中的浆体，如本领域中已知的。

在浆体空间10中布置了呈环形浆体空间盘形式的多个浆体空间板12，其包封分离板，并且相对于旋转轴线x向外延伸。浆体空间盘沿垂直于轴向方向的方向延伸。浆体空间盘是与分离板分离的构件。浆体空间盘构造成使得间隙13，13′形成在浆体空间盘和转子壁之间。间隙提供成使得收集在浆体空间板之间的浆体能够在浆体排出期间流向第二出口。间隙形成在浆体空间盘和圆锥形转子壁之间，因为浆体空间盘的径向长度在盘之间变化，以使它们的长度适合于转子壁的圆锥形形状。间隙的尺寸可变化，以适合待与流体分离的浆体的特性，但其应当优选高于3mm，并且典型地为5-10mm。

浆体空间盘12设在离彼此的相互距离15处。在所示的示例中，浆体空间盘之间的距离在浆体空间盘的叠堆上是恒定的。浆体空间板的数量优选在10-20的范围内，取决于转子的尺寸。在浆体空间盘之间的距离为形成分离通道的分离盘之间的距离的若干倍。在浆体空间盘之间的距离可变化，以适合待与流体分离的浆体的特性，但其应当优选在2-40mm的范围内，更优选在5-20mm的范围内，诸如大约10mm。

浆体空间盘12进一步布置成使得间隙14形成在分离盘和浆体空间盘之间。在分离盘和浆体空间盘之间的间隙优选为至少3mm。因为分离板呈截头圆锥形盘的形式，故间隙可提供成减小盘叠堆上面的压降，该截头圆锥形盘设有呈缝隙形式的切口，以将待分离的流体流分送穿过盘叠堆和在盘叠堆上面分送，该缝隙是朝向分离盘的外半径开启的切口。如果切口以朝向分离盘的外半径闭合的孔的形式提供，则在分离盘和浆体空间盘之间的间隙可最小化。

浆体空间板通过沿轴向方向布置并均匀分布在旋转轴线周围的多个连接板来连接成形成单元。典型地，连接板布置在包括旋转轴线x的平面中，并且从分离盘外部的径向内位置延伸至转子壁的区域中的径向外位置，因而沿径向方向延伸。因而，连接板将环形浆体空间分成相似尺寸的扇段，用于最小化浆体空间中的沿切向方向的流动和湍流。连接板可延伸至转子壁，以至少形成用以支承单元的接触点。连接板可进一步构造成使得在连接板和转子壁之间提供间隙13/13′，并且其中在连接板和转子壁之间的间隙优选为至少3mm。因而收集在浆体空间板之间的浆体可在浆体排出期间更容易地流向第二出口，并且便于清洁浆体空间。浆体空间板和连接板的单元可通过连接板和/或通过分配器16的径向外部分来支承，该连接板联接于分离盘叠堆6的径向外部分。

在操作期间，转子3以操作速度旋转，待分离成成分的流体混合物通过入口8引入到转子的入口空间23中。流体经由转子中的通道，借助于离心力输送至分离空间。流体流接着经由由盘中的切口17提供的轴向通道18分送在分离盘叠堆6上面，并且进入相邻的分离盘之间的分离通道7中。在分离通道中，流体混合物的较稠密成分和较轻成分被分离。较轻流体成分(例如油)朝向用于流体混合物的分离的较轻第一成分的第一出口9沿径向向内输送，该第一出口从分离空间的径向内部分延伸。从第一出口室，流体可通过本领域中已知的脱除装置脱除。较稠密的流体成分(诸如水和固体颗粒物质，即浆体)在分离空间中朝向浆体空间10沿径向向外输送。较稠密的成分在浆体空间板之间经过，并且收集在浆体空间的径向外部分处，在第二出口11内。

布置在浆体空间中的浆体空间盘趋于减小在沿着浆体空间的旋转轴线的方向上的涌流、湍流或流动。具有轴向流分量的此类涌流可具有夹带已经从液体成分混合物分离的颗粒的非期望效果。因此减小了分离通道中分离的颗粒(固体和/或流体)由此类流动夹带并且重新引入在另一个分离通道中的风险。浆体空间盘因而趋于提高分离器的分离效率。

为了使浆体空间清空浆体，通过使操作滑动件24移位来开启第二出口11而开始排出。收集在浆体空间中的浆体接着通过第二出口借助于离心力排出。收集在相邻的浆体空间板之间的通道中的浆体向外移位到浆体空间板和转子壁之间的间隙13/13′中，并且通过第二出口离开。接着，出口通过使操作滑动件移动到闭合位置而闭合。

在未显示的实施例中，如先前所述的离心分离器还包括用于比第一成分更稠密的第三成分的第三出口，其从浆体空间的径向内部分延伸。流体混合物的该较稠密的第三成分可为较稠密的液体成分，诸如水。顶盘提供在分离盘叠堆的上端部处。顶盘界定了用于与流体混合物分离的较稠密的第三成分的在顶盘和转子壁之间的通道，其从浆体空间的径向内部分延伸，连接于第三出口。顶盘构造成在截头圆锥形板外沿径向延伸，并且浆体空间板在顶盘的外部分内沿径向延伸。在该实施例中，浆体空间板和连接板的单元可由顶盘支承。在与流体混合物分离的较稠密成分之中，最少稠密的成分，诸如水在顶盘的径向外边缘上面朝向第三出口流动。从第三出口室，流体可通过本领域中已知的脱除装置脱除。

Claims (14)

1.一种用于将流体混合物分离成成分的离心分离器(1)，包括框架(2)、转子(3)，其围绕旋转轴线(x)可旋转地支承在所述框架中，所述转子在其自身内形成由转子壁(5)界定的分离空间(4)，并且包括一组分离板(6)，其限定其间的分离通道(7)，

入口(8)，其延伸到所述转子中，用于将待分离的流体混合物供应在所述分离空间中，

第一出口(9)，其用于所述流体混合物的分离的较轻第一成分，从所述分离空间的径向内部分延伸，

浆体空间(10)，其限定为在所述分离板径向外侧的所述分离空间的环形部分，

第二出口(11)，其用于所述流体混合物的分离的较稠密第二成分，从所述浆体空间的径向外部分延伸，

多个浆体空间板(12)，其布置在所述浆体空间中，相对于所述旋转轴线向外且沿环形方向延伸，其中所述浆体空间板是与所述分离板分离的构件，并且其中间隙(13，13′)形成在所述浆体空间板和所述转子壁之间。

2.根据权利要求1所述的离心分离器，其特征在于，所述浆体空间板(12)呈包封所述分离板的环形盘的形式。

3.根据权利要求1或2所述的离心分离器，其特征在于，所述浆体空间盘沿垂直于所述旋转轴线的方向延伸。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述浆体空间板的径向长度变化成使得在所述浆体空间板和所述转子壁之间提供所述间隙(13，13′)，并且其中在所述浆体空间板和所述转子壁之间的所述间隙优选为至少3mm。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述间隙(14)形成在所述分离板和所述浆体空间板之间，并且其中在所述分离板和所述浆体空间板之间的所述间隙优选为至少3mm。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述浆体空间板布置在比所述分离板之间的距离更大的相互距离(15)处，所述分离板限定其间的分离通道，所述浆体空间板的所述相互距离在2-40mm的范围内，优选在5-20mm的范围内，更优选为大约10mm。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述浆体空间板的数量在5-30的范围内，优选在10-20的范围内。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述浆体空间板连接成形成单元。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述多个浆体空间板通过多个连接板来连接成形成单元，所述多个连接板沿轴向方向布置，并且均匀分布在所述旋转轴线周围。

10.根据权利要求9所述的离心分离器，其特征在于，所述连接板延伸至所述转子壁，以支承所述单元。

11.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述离心分离器包括支承所述分离板的分配器(16)，并且其中所述浆体空间板由所述分配器支承。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的离心分离器，其特征在于，所述多个分离板是截头圆锥形盘的叠堆。

13.根据权利要求12所述的离心分离器，其特征在于，所述截头圆锥形盘设有一定数量的开口(17)，其分布在各个盘的外周周围，以形成延伸穿过所述叠堆的通道(18)。

14.根据权利要求12或13所述的离心分离器，其特征在于，所述转子包括设在所述分离板的顶部处的顶盘，所述顶盘在所述截头圆锥形板外沿径向延伸，并且其中所述浆体空间板在所述顶盘的外部分内沿径向延伸。