CN1074942C - 离心式分离器的排放装置 - Google Patents
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Abstract
离心式分离器的排放装置，该分离器包括转子，该转子形成入口和围绕转动轴线的出口室(17)，存在于其中的液体绕转动轴线转动且具有一沿径向向内的圆柱状自由液面。在出口室(17)中，固定式排放装置(21)从转动的液体团沿径向向内延伸到中央出口(25)，并形成带入口孔(23)的流道(26)。为了减少在排放装置(21)周围的溅射和减少空气混入的危险，该排放装置(21)具有在垂直于转动轴线的平面内伸出并指向转动方向的前部轮廓线(28)和在此平面内伸出并指向转动方向的后部轮廓线(29)，沿径向向外看，该轮廓线(28、29)具有沿转动方向的方向分量，前部轮廓线(28)在自由液面处的所述平面内弯曲，使得它在自由液面的附近及径向外侧基本上指向转动方向。
Description
本发明涉及一种离心式分离器的排放装置，该分离器包括：可绕转动轴线沿预定转动方向转动的转子，该转子形成一个待离心处理的液体的入口以及从该转子内分离出的液体的出口室。该出口室围绕转动轴线，并被设计成使得在操作中存在于此出口室中的液体形成围绕转动轴线转动的液体团，该液体团在转子中所需的径向平面上具有一沿径向向内的自由液面。所述离心转子还包括固定式排放装置，它被设置在出口室内并从转动的液体团沿径向向内延伸至中央出口。所述排放装置在其内形成带有入口孔的流道，该入口孔沿径向位于操作时自由液面所在的区域。操作中，该入口孔至少部分地位于液体团内并经所述流道与中央出口连通。所述排放装置有一在垂直于转动轴线的平面内伸出并指向转动方向的前部轮廓线以及一在此平面内伸出并指向转动方向的后部轮廓线。
在已知的这种离心式分离器内，沿径向向外看，排放装置的轮廓线经常指向转动方向，所述入口孔指向转动方向。由此，可以在经出口排出的液体中获得高压。但在操作中，位于转动液体团内且指向转动方向的排放装置的表面会使出口室内的分离液体大量溅射，造成显著的能耗并带来很大的危害，即，使得操作中沿径向位于自由液面内的空气或气体被液体夹带，该液体经排放装置中的流道离开出口室。
在排放装置周围溅射的一些液滴随着共同转动的空气或气体体积的转动，沿径向被夹带到自由液面内，并沉积到固定式排放装置的外侧。沿着该排放装置的外侧，液体沿径向向内流向排放室的中央部位，在此液体有可能流过中央孔而流入另一出口室，而从所供液体中分离出的另一种组份流入该另一出口室，该另一种组份则必须不能被所分离出的液体污染。
从欧洲专利A1 0 058 353已知的离心式分离器中，排放装置被设计成翼形件，它和它的内部流道沿径向向外延伸到转动的液体团内，以这种方式，液体可沿排放装置以相当小的流动阻力流动。在按这种方式设计的排放装置中，分离出的液体在排放装置周围的溅射会减小，从而空气或气体被夹带入由分离器分离出的液体流内的危险减少了。即使该排放装置是采用上述设计形式，但是它的指向转动方向的表面会在操作中在排放装置的周围造成相当大的溅射，同时，空气或气体混入自该离心式分离器分离出的液体内的危险也是相当大的。
本发明的一个目的在于完善开始时述及的这种离心式分离器，其中可以减轻前述在排放装置周围的溅射和降低空气或气体被从离心式分离器分离出的液体流夹带的危险，同时可以在低的能耗下排出所分离的液体。本发明的另一目的是实现一种离心式分离器，其中的液体不会沿排放装置的外侧径向向内流动，从而可以减少甚或消除这种液体流入另一出口室的危险，而从所供液体中分离出的另一种组份流入该另一出口室，该组份一定不能被分离出的液体所污染。
为实现上述目的，本发明提供一种离心式分离器的排放装置，该分离器包括转子，该转子绕转动轴线沿预定转动方向转动，该转子形成待离心处理的液体的入口以及从该转子中分离出的液体的出口室，该出口室围绕该转动轴线并设计成使得在操作中存在于出口室中的液体形成围绕转动轴线转动的液体团，该液体团在转子中所需的径向平面上具有一沿径向向内的自由液面；排放装置被设置在出口室内，并从转动的液体团沿径向向内延伸至中央出口，且在排放装置内形成带有入口孔的流道，该入口孔径向位于操作时自由液面所在的区域内且在操作中至少部分地位于液体团内而且该入口孔经流道与中央孔连通，此外，该排放装置有一在垂直于转动轴线的平面内伸出并指向转动方向的前部轮廓线，以及一在此平面内伸出并指向转动方向的后部轮廓线，其特征在于：沿径向向外看，所述轮廓线基本上沿着其整个延伸部具有沿转动方向的方向分量，而前部轮廓线在自由液面处的所述平面内弯曲，使得它在自由液面的附近及径向外侧基本上指向转动方向。
由此，在转动的液体团中被分离出的液体沿排放装置的外侧被缓慢地带动，从而极其显著地减少了在排放装置周围的溅射，同时前述的沿径向向内的液体流位于固定式排放装置的外侧而在自由液面径向的内侧，该液体流由于与自由液面径向内侧的转动的空气或气体流的接触而受到阻止。
在一优选实施例中，上述轮廓线在所述平面内弯曲，使它们在转动方向中的方向分量通过半径的增大而加大。
在一特定的实施例中，所述入口孔沿转动方向有一延伸部且该入口孔被一边缘限定和围绕，该入口孔的上游有前边缘部而下游有后边缘部，在操作中，至少该后边缘部位于自由液面的径向外侧，而通过所述边缘部引出的一条直线与自由液面在入口孔处的切线构成一个角度，该角度的顶点指向转动方向且该角度大于20°而小于50°。
最好是至少将排放装置的形成入口孔的部分设置成可沿径向移动，以这种方式，入口孔的位置可沿径向变化。
下面将参照附图更详细地说明本发明，其中：
图1示意地表明本发明的离心式分离器的局部轴向剖面，
图2示出沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的剖面，以及
图3示出图2中局部的一个实施例。
图1中示出了包括有转子的离心式分离器的一部分，该转子有下部1和上部2，它们由锁环3轴向连接到一起。转子内设有可沿轴向运动的滑阀4。滑阀4与上部2一起限定出分离室5，并设置成可开启和关闭在分离室5与出口孔6之间的出口通道，以间歇式地排出从供给到转子内的混合物中分离出来的并集中在分离室5的周边上的组份。滑阀4与下部1一起限定出封闭室7，封闭室7设有所谓的封闭液体的入口8和节流出口9。当转子转动时，在离心力作用的过程中，滑阀4受到封闭室7中存在的封闭液体的压力而密封地贴合到设在上部2中的密封垫10上。
在分离室5内，由多个锥形分离盘组成的盘塔11设置在分配器12与顶盘13之间。在图1所示实施例中，转子被安装在中空轴14上，经此中空轴将待离心处理的液体供给到转子。顶盘13在图中所示的它的上端形成位于中央的第一出口室15，从分离室5中分离出的比重较轻的液体组份流入该出口室15。该第一出口室15经第一溢流出口16与分离室5连通，上述较轻的液体组份可经该溢流出口16流出分离室5。
转子的上部2形成一个位于中央的第二出口室17上，比重较重的液体组份可以从分离室5的径向外部经通道18和第二溢流出口19流入该第二出口室。
在各出口室中设有固定式排放装置即第一排放装置20和第二排放装置21。这些排放装置分别设有相应的周边入口孔即第一入口孔22与第二入口孔23，它们分别与相应的中央出口即第一出口24与第二出口25连通。排放装置20与21主要沿与转动轴线正交的方向径向延伸，直到使它们在操作中分别部分地位于出口室15、17中的转动液体团内。
第二排放装置21的设计更详细地由图2所示的沿图1中Ⅱ-Ⅱ线的剖面予以公开。在出口室17中，排放装置21与在其中形成的流道26从图中三角形标明的自由液面处，沿径向向内延伸到出口管27的内部。
在自由液面处，排放装置有一入口孔23，通过该入口孔，操作中被分离出的液体以及在出口室17中的转动液体可以从出口室17排出。
转子、转动的液体团以及被夹带的空气或气体流的转动方向在图中用箭头示明。朝向转动方向，排放装置21在一基本上垂直于转动轴线的平面内有一前部轮廓线28，而沿此转动方向，排放装置21在此平面内有一后部轮廓线29。沿径向向外看，轮廓线28与29基本上沿着它们整个延伸部具有沿转动方向的方向分量。
沿后部轮廓线29的至少一部分，排放装置有一叶片30，该叶片沿排放装置21并沿转动方向径向延伸。叶片30提高了排放装置的刚性，对于转动和/或出口室17中的气体流起着稳定作用。
图3中示明了根据本发明的排放装置31的径向外部的一个优选实施例。依据该实施例，排放装置31有一入口孔32，该入口孔的上游被一前边缘部33限定而下游被一后边缘34限定。在操作时，至少该后边缘部34位于自由液面的径向外部。连接这些边缘部33与34而引出的直线35与自由液面在入口孔32处的切线构成一角度V。该角度的顶点指向转动方向，且该角度大于20°而小于50°。这样，该入口孔便构成排放装置前部轮廓线的一个间断，但该前部轮廓线仍然是在自由液面的附近及径向外侧基本上指向转动方向。
由附图所示的离心式分离器按下述方式工作：
在起动离心式分离器而转动所述转子时，经入口8给封闭室7供给封闭液体，从而封闭分离室5。分离室5一被封闭，就将待离心处理的液体混合物经中空轴14供给到分离室5。当转子达到操作的转动速度且分离室5已被装满时，液体混合物中所含的组份由于作用于其上的离心力的影响而被分离。所述分离主要发生在盘塔11中的锥形盘之间的中间空间内。分离时，比重较重的液体组分沿径向向外甩向分离室5的周边并聚集于其上，而比重较轻的液体组份则沿径向向内流入这些中间的空间内。
如果离心处理的液体混合物还含有比重较重的颗粒，它们就会聚集在分离室5的最外端的边缘上。
比重较轻的液体组份经第一溢流出口16流到第一出口室15，而由此确定分离室5中的自由液面的平面。轻的液体组份经由第一固定式排放装置20，通过第一出口24在压力作用下从该离心式的转子排出，在此该排放装置是由通常的成对盘件构成。
已聚集在分离室5周边上的比重较重的液体组份沿径向向内流，经通道18再经溢流出口19而进入出口室17，在此形成保持转动的圆柱状的流体团。操作中，第二排放装置21在第二出口室17中沿径向延伸直到它有较少部分浸没于转动的液体团中。但是，排放装置21这样大的部分浸没于转动的液体团中，使得至少入口孔23或32的一部分位于该转动的液体中。这样，第二排放装置21的外侧与转动液体团之间的摩擦会很小。通过第二排放装置21，比重较重的液体组份便会在压力作用下经第二出口25从离心式分离器排出。
在图1所示的实施例中，排放装置21被设置成在操作中排放被分离出的比重较重的液体组份。当然，在本发明的范围内，依据本发明所设计的排放装置21也可以被设置成排放被分离出的比重较轻的液体组份。
Claims (5)
1．离心式分离器的排放装置，该分离器包括转子，该转子绕转动轴线沿预定转动方向转动，该转子形成待离心处理的液体的入口以及从该转子中分离出的液体的出口室(17)，该出口室(17)围绕该转动轴线并设计成使得在操作中存在于出口室(17)中的液体形成围绕转动轴线转动的液体团，该液体团在转子中所需的径向平面上具有一沿径向向内的自由液面；排放装置(21)被设置在出口室(17)内，并从转动的液体团沿径向向内延伸至中央出口(25)，且在排放装置(21)内形成带有入口孔(23、32)的流道(26)，该入口孔径向位于操作时自由液面所在的区域内且在操作中至少部分地位于液体团内而且该入口孔经流道(26)与中央孔(25)连通，此外，该排放装置(21)有一在垂直于转动轴线的平面内伸出并指向转动方向的前部轮廓线(28)，以及一在此平面内伸出并指向转动方向的后部轮廓线(29)，其特征在于：沿径向向外看，所述轮廓线(28、29)基本上沿着其整个延伸部具有沿转动方向的方向分量，而前部轮廓线(28)在自由液面处的所述平面内弯曲，使得它在自由液面的附近及径向外侧基本上指向转动方向。
2．如权利要求1所述的排放装置，其特征在于：所述后部轮廓线(29)在所述平面内弯曲，使其沿转动方向的方向分量通过加大半径而增大。
3．如权利要求1或2所述的排放装置，其特征在于：所述前部轮廓线(28)在所述平面内弯曲，使其沿转动方向的方向分量通过加大半径而增大。
4．如权利要求1或2所述的排放装置，其特征在于：所述入口孔(23、32)沿转动方向有一延伸部并被一边缘限定和围绕，该入口孔的上游有前边缘部(33)而下游有后边缘部(34)，在操作中至少该后边缘部(34)位于所述自由液面的径向外部，而通过所述边缘部(33、34)引出的一条直线(35)与自由液面在入口孔(32)处的切线构成一个角度(V)，该角度(V)的顶点指向转动方向且该角度大于20°而小于50°。
5．如权利要求1或2所述的排放装置，其特征在于：至少将排放装置(21、31)的形成所述入口孔(23、32)的部分设置成可沿径向移动，以这种方式入口孔(23、32)的位置可沿径向变化。
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