CN111212690A

CN111212690A - 用于处理可流动的产品的方法和离心机

Info

Publication number: CN111212690A
Application number: CN201880066845.7A
Authority: CN
Inventors: W·梅克尔; K-P·艾克霍夫; M·克伦斯; K·舍内贝格; D·乌尔曼
Original assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Current assignee: GEA Mechanical Equipment GmbH
Priority date: 2017-10-26
Filing date: 2018-10-23
Publication date: 2020-05-29
Also published as: EP3700678A1; EP3700678B1; US20200338572A1; DE102017125057A1; US11660612B2; WO2019081469A1; AR113788A1

Abstract

本发明涉及一种用于利用离心机、特别是分离机处理可流动的产品(P)的方法，所述离心机具有竖直转动轴线(D)，所述离心机具有：可转动的离心机筒(1)，在所述离心机筒中设置有盘组(11)；至少一个产品出口(13)，所述产品出口用于排出至少一个液相(LP)；和至少一个固体排出口(10)，所述固体排出口用于排出固相(SP)，其特征在于以下步骤：a)对可流动的产品(P)进行预处理，使得通过被充电的构件增强地吸引所述产品中的颗粒；a)将可流动的产品(P)导入到所述盘组(11)；b)在所述盘组(11)的盘上产生电荷；和c)在静电引力和离心区的影响下将被充电的颗粒从所述盘组(11)内部的可流动的产品(P)中沉积出来，并且本发明涉及一种离心机。

Description

用于处理可流动的产品的方法和离心机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于处理可流动的产品的方法和一种根据权利要求9前序部分所述的离心机、特别是分离机。

背景技术

DE102006022156A1公开用于净化液体的一种设备和一种方法，其中，将离心机中输入的可流动的产品分成两个液相和一个固相。为此，将产品、例如被污染的润滑油分成两个子流，这两个子流从正电极或者负电极旁边引导过去。在此，包含在第一子流中的颗粒被充正电，而第二子流的颗粒被充负电。在液体被导入到离心机中之前，在收集箱中汇集两个子流，其中，被充正电的颗粒和被充负电的颗粒由于相互的静电吸引而积聚成较大的颗粒带。所述积聚物接着可在离心区中较容易地从液体分离。

SU551036公开一种离心机，该离心机能实现对不连续工作的离心机内部的颗粒的静电充电。为此，电极在进入腔中设置在离心机的转动轴线上。在对颗粒进行静电充电之后，将所述颗粒进一步引导到筒室中，在该筒室中将颗粒沉积(abscheiden)到固体收集袋中。接着，将经澄清的液体从离心机引出。在离心机的壁中铣削有所述固体收集袋。然而，与在常见的具有盘组的离心机中不同，在这种离心机中不能实现连续运行，因为收集袋必须被定期清空。

发明内容

本发明的目的是：从现有技术出发，提供一种用于处理可流动的产品的方法和一种离心机，其能实现一种用于更好地沉积颗粒的备选解决方案。

本发明通过一种具有权利要求1所述特征的方法和一种具有权利要求8所述特征的离心机实现所述目的。

按照本发明提出一种用于利用离心机、特别是分离机处理可流动的产品的方法，所述离心机具有竖直转动轴线，所述离心机具有：可转动的离心机筒，在所述离心机筒中设置有盘组；至少一个产品出口和至少一个固体排出口，所述方法具有以下步骤：

a)对可流动的产品进行预处理，使得通过被充电的构件增强地吸引所述产品中的颗粒；

b)将可流动的产品导入到所述盘组；

c)在所述盘组的盘上产生电荷；和

d)将被充电的颗粒从所述盘组内部(并且由此在静电引力和离心区的影响下)的可流动的产品中沉积出来。

通过在离心机的离心区中的盘间隙中有针对性地使用静电力，以简单的方式实现颗粒在盘组的盘上的更好的沉积行为。此外，已经沉积的颗粒保持附着在盘下侧上，从而防止颗粒进入流和产品进入流在盘外径处相交并且因此也可以使得已经沉积的颗粒二次(或三次)到达所述盘组中。

按照本发明的方法的有利的设计方案是从属权利要求的内容。

为了能实现被充电的盘在大范围上对被充电的颗粒的作用，有利的是：这种作用在盘组的盘上通过表面电荷产生。

特别优选地，通过从直流电源出发产生电荷的在盘组的盘与离心机的与其绝缘的剩余部分之间的电场。

在此，可以进行正电荷或负电荷从外部向离心机的一个构件上的传递，其中，直流电源的一个极与这个构件的外壁接触，并且这个构件由导电材料制成。在电荷传递之后将该电荷继续传导或传递到离心机的盘组上。

优选地，在筒的外部进行步骤a)的预处理。此外，所述预处理优选通过以下方式进行，即，由盘组的电荷吸引颗粒。

按照本发明的第一有利的变型方案，可以通过给颗粒静电充电进行步骤a)中的预处理、例如在离心机的外部。在此，将要处理的产品在被充正电或被充负电的电极旁边引导经过，其中，将颗粒、例如固体颗粒在进入到离心机之前在电极上充电。这个电极优选设置在筒的外部。然而，在此也可设想的是：将所述电极集成到筒的入口中。

在沉积期间，由被静电充电的盘将被充电的颗粒增强地朝盘表面的方向吸引，在那里所述颗粒沉积并且然后保持附着。

然而，按照本发明的一种可选的变型方案，也可以通过输入铁磁流体进行步骤a)中的预处理，以便中央实现上面提及的效果。

在步骤d)中沉积颗粒之后可以有利地进行对盘组上的电场的关断和/或释放，使得被沉积的颗粒更容易从盘的表面滑出到固体室中。

在使电场转换极性或关断期间，沉积率降低几个百分比。因此，为了有利地避免多余的转换极性或关断，例如可以通过液态的相或者说液相的产品出口处的探针来监测所述沉积。如果固体的份额超过预给定的值，则盘上的沉积是不够的。通过对沉积的监测可以使所述方法与相应的产品相适配。

备选地，在使电场转换极性或关断期间可以关闭入口。

按照本发明，一种离心机、特别是分离机具有离心机筒、特别是可连续运行的具有竖直转动轴线的分离机筒，在所述离心机筒中设置有盘组，其中，所述离心机筒具有至少一个用于输送要处理的产品的产品入口、用于相分离的盘组和至少一个用于导出液相的出口以及用于导出至少一个另外的相、特别是液相或固相的出口。此外，所述离心机具有至少一个器件，所述器件用于在所述盘组的盘上或在所述盘组的盘间隙中产生电荷。

在具有被静电充电的盘的分离机中，进行颗粒在离心机的以下区域中的沉积，在该区域上通常也在没有静电的附加影响下进行沉积。如果利用离心机处理具有被充电的颗粒的产品，则改进这种带电荷的颗粒的沉积率，此外防止已经沉积的颗粒与产品进入流相交。

按照本发明的离心机的有利的设计方案是从属权利要求的内容。

为了在盘组的盘上产生电荷，可以使用适当的直流电源，其中，所产生的电压的高度优选是可调整的。在此，在分离机的一个部位上施加正极，而在分离机的另一个部位上施加负极。所述极中的一个极传导地与盘组处于连接。在此，所述盘组通过涂层或其他不传导的材料与离心机筒的外壁电绝缘，从而不能通过两个结构元件的接触产生短路。适用于这样的直流电源的电压水平处于5000伏至20000伏之间的范围内。

为了能够实现简单的可操作性，用于在所述盘组的盘上产生电荷的器件优选设置在离心机筒的外部。

在一种有利的设计方案中，在所述离心机的泵元件的外壁上可以设置有直流电源的具有正电荷或负电荷的第一极，所述第一极与所述盘组连接。为此，必须仅将所述极安装在所述泵元件上，离心机筒的结构适配不是必需的。这是有利的，因为由此也可以对已经存在的离心机进行加装备。

附图说明

下面借助实施例借助附图详细描述本发明。附图中：

图1示出型式为密封封闭结构的分离机筒的部分剖视图。

具体实施方式

具有竖直转动轴线D的可转动的分离机筒1安置在旋转主轴2上，该旋转主轴利用直接驱动装置或通过带驱动装置(在这里未示出)驱动。

旋转主轴2沿着上部周边区域锥形地成形并且以固定器件6固定在筒下部件20上。

在运行中共同转动的产品进入管5连接到产品入口4上，所述产品进入管与转动轴线D同心地定向。产品P从产品进入管5进到具有分配孔或分配肋的分配器7中，可流动的产品例如可以从所述分配孔或分配肋中排出沿径向方向进入到分离机筒1的内部中。也可设想的是(在这里未示出)：产品从分配器中引导到盘组中的至少一个上升通道中。

在分离机筒1的内部中，进入的产品流到盘组11的沿轴向借助于间隔垫片彼此隔开间距的锥形盘之间的盘间隙中。

在盘间隙中进行对产品的澄清(和必要时也分成两个或更多个液相)，其方式是，可流动的产品的固体颗粒沉积在盘下侧上，所述固体颗粒可以从那里排出到固体收集室8中。在这里，固相SP从那起不连续地沿径向方向经由固体排出口10从分离机筒1中引出，所述固体排出口可以经由活塞滑阀9打开和关闭。液相LP被引导到泵元件12并且从那通过产品出口13被导出。

在当前情况下，通过给盘组11加载以电荷能实现将固体颗粒更好地沉积在盘组的盘间隙中。这还导致：已经沉积的颗粒保持附着在盘下侧上。

为此，分离机筒1的外壁18或泵元件12的外壁19分别经由电导线15a或15b与直流电源14的正极和负极连接。

可良好地从外部接近的构件(在这里泵元件12的外壁19)由导电材料制成并且传导地与盘组连接，使得所述构件视是否连接到直流电源上而定被充正电或负电。其他构件、例如本来的分离机筒1被相反地极化。

为了避免短路，所述盘组11相对于分离机筒1的内壁绝缘，在这里通过盘组11上面和下面的一个或多个不传导的材料层16、17。此外，分配器7通过上面的材料层17和下面的材料层21绝缘。

附加于此，筒下部件20也可以通过不导电的材料层22相对于旋转主轴2绝缘。

产品进入管5和分配器7优选由不导电的材料制成或者具有不传导的涂层，以便优选在进入到筒中之前已经被充电的部分在这里不沉积在结构元件上或放电。

下面借助用于处理、特别是用于澄清可流动的产品的方法详细解释图1的分离机的作用原理。

补充地，按照权利要求1的步骤a)的方式进行预处理。根据这种预处理的一种变型方案，将产品首先在进入到转动的分离机筒中之前从直流电源的被充负电的电极或被充正电的电极旁边引导经过，从而产品中的固体颗粒带电荷。这个电极也可以备选地设置在产品入口4中或进入管5中。然而，对固体颗粒的充电也可以在产品流进入到盘组11的盘间隙中之前在其他部位上进行。适用于这样的直流电源的电压水平处于5000伏至20000伏之间的范围内。

如果在可流动的产品流进入到分离机中之前给固体颗粒进行充电，则有利的是：产品进入管5和分配器7由不传导的材料制成或者以不传导的材料涂层，以便优选仅在盘组中进行沉积。

在产品进入到筒1中之后，所述产品进入到盘组11的盘间隙中。在此，产品颗粒的电荷与盘的电荷相反，从而盘在带电颗粒上施加静电吸引，所述颗粒更确切地说收集在盘上。因此，盘间隙随着时间的推移越来越堵塞。

通过对直流电源14转换极性或关断然后进行对所收集的颗粒、特别是固体颗粒与盘表面的分离和对固体颗粒向固体收集室8中的运输(优选在进入被中断时)。

如已经阐述的那样，盘组随着时间的推移堵塞。因此有利的是：这(例如借助进入量或排出量)在运行中被适当地监测并且与监测相关地或者周期性地以预给定的时间间隔进行对盘组的转换极性和必要时对筒的清空，以便冲掉所混合的颗粒。为此，直流电源优选被连接到离心机的控制和调节系统上(在这里未示出)。

在图1中示出分离机，该分离机能实现固液分离。然而，也可以将所述方法类似地应用在三相分离机上。备选于分离机的分离机筒1套装到旋转主轴2上的结构形式，固体在被充电的盘组上的沉积可以在例如具有悬挂的筒的其他结构形式中使用。

按照本发明的方法和所述离心机适用于不同产品、然而特别是适用于清洁被污染的油。

还要注意的是：作为具有转动的进入管和引导的泵元件的密封封闭的机器的设计方案(在该设计方案中通过所述机器泵送产品)虽然是优选的、但不是强制性的。

附图标记列表

1 分离机筒

2 旋转主轴

4 产品入口

5 产品进入管

6 固定器件

7 分配器

8 固体收集室

9 活塞滑阀

10 固体排出口

11 盘组

12 泵元件

13 产品出口

14 直流电源

15a、b 电线

16 不传导的材料层

17 不传导的材料层

18 分离机筒的外壁

19 泵元件的外壁

20 筒下部件

21 不传导的材料层

22 不传导的材料层

D 转动轴线

SP 固相

LP 液相

P 产品

Claims

1.用于利用离心机、特别是分离机处理可流动的产品(P)的方法，所述离心机具有竖直转动轴线(D)，所述离心机具有：优选连续工作的可转动的离心机筒(1)，在所述离心机筒中设置有盘组(11)；至少一个产品出口(13)，所述产品出口用于排出至少一个液相(LP)；和至少一个固体排出口(10)，所述固体排出口用于排出固相(SP)，其特征在于以下步骤：

a)对可流动的产品(P)进行预处理，使得通过被充电的构件增强地吸引所述产品中的颗粒；

b)将可流动的产品(P)导入到所述盘组(11)中；

c)给所述盘组(11)的盘充电；和

d)将被充电的颗粒从所述盘组(11)内部的可流动的产品(P)中沉积出来。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将直流电源(14)的极直接施加到所述盘组(11)上或所述离心机筒的与所述盘组传导连接的部分上，在所述盘组(11)上产生电荷。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，与产品的颗粒的电荷相反地给所述盘组(11)充电或者使所述盘组极化。

4.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使所述盘组(11)转换极性或者将所述盘组与直流电源分离。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在时间上周期性地或与所述盘组(11)中的澄清情况有关地使电场转换极性或者关断电场。

6.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过给可流动的产品(P)的颗粒充电进行步骤a)的预处理。

7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在产品被导入到转动的筒(11)中之前进行步骤a)的预处理。

8.离心机、特别是分离机，所述离心机具有分离机筒、特别是具有竖直转动轴线(D)的分离机筒(1)，在所述分离机筒中设置有盘组(11)，其中，所述分离机筒(1)具有至少一个用于输送要处理的产品的产品进入管(5)、用于相分离的盘组(11)和至少一个用于导出一个液相的出口(13)和用于导出至少一个另外的相、特别是液相或固相的出口(10)，其特征在于，所述离心机设计用于在所述盘组(11)的盘上携带电荷。

9.按照权利要求8所述的离心机，其特征在于，借助于直流电源(14)将电荷引入到所述盘组的盘上。

10.按照上述权利要求8或9中任一项所述的离心机，其特征在于，所述盘组(11)借助于绝缘层(16、17)与分配器(7)和所述离心机筒(1)的内壁电绝缘。

11.按照上述权利要求8至10中任一项所述的离心机，其特征在于，与产品入口(4)邻接的产品进入管(5)、旋转主轴套管(6)、旋转主轴(2)和/或旋转主轴托座由不导电的材料制成或者以不导电的材料(21、22)涂层。

12.按照上述权利要求8至11中任一项所述的离心机，其特征在于，用于在所述盘组(11)的盘上产生电荷的器件设置在所述离心机筒(2)的外部。

13.按照上述权利要求8至12中任一项所述的离心机，其特征在于，在所述离心机的构件上连接有直流电源(14)的第一极，所述第一极与所述盘组(11)传导地连接。

14.按照权利要求13所述的离心机，其特征在于，所述直流电源(14)的第二极连接在不导电地与所述盘组连接的筒部分上。

15.按照权利要求14所述的离心机，其特征在于，所述离心机设计为密封封闭的结构。