CZ295797A3 - Centrifugal rotor output device - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká výstupního zařízení pro odstředivý rotor, otáčivý okolo osy otáčení a vymezující komoru vytvořenou tak, že kapalina v ní přítomná vytváří při otáčení odstředivého rotoru kapalinové těleso mající volnou kapalinovou plochu obrácenou směrem k ose otáčení a obklopující ji, příčí čemž výstupní zařízení obsahuje výstupní člen, tvořící výstupní kanál a obsahující vstupní otvor, který je ve spojení s kanálem, a uzpůsobený být během práce odstředivého rotoru natáčivý okolo osy natáčení, která je v podstatě rovnoběžná s uvedenou osou otáčení a leží v určitém odstupu od ní, takže výstupní člen je pohyblivý ve směru k ose otáčení odstředivého rotoru nebo od ní, přičemž výstupní člen je dále vytvořen tak, že v různých polohách natáčení okolo uvedené osy | natáčení zasahuje z části uvedené komory, prosté kapaliny, l do kapalinového tělesa, které je v něm přítomné, skrz uvede/ nou volnou kapalinovou plochu, a dále obsahuje ovládací prostředek uzpůsobený pro ovládání výstupního členu řízenou silou, mající sklon natáčet uvedený výstupní člen okolo uvedené osy natáčení ve směru od osy otáčení odstředivého rotoζ? ru, takže výstupní člen je držen proti působení sil na něj vyvíjených kapalinovým tělesem, otáčejícím se s odstředivým | rotorem, s jeho vstupním__otvorem alespoň částečně v kapalinovém tělese při proměnlivých radiálních úrovních volné kapalinové .plochy.

....

‘ Dosavadní stav techniky

I Výstupní zařízení tohoto druhu je výhodné, protože radiálně » pohyblivý výstupní člen může být veden k tomu, že samočinně

-2• 9 9 9 ·· 0 9 0 09 9 h doprovází radiální pohyby volné kapalinové plochy v odstředivém rotoru. V případě potřeby může být použito pouze pro h snímání radiální polohy kapalinové plochy, nebo může být i použito pouze pro minimalizování spotřeby energie vyvolávané l· tím, že výstupní člen je v kontaktu s otáčejícím se kapalinovým tělesem. Hloubka ponoření výstupního členu do otáčejícího se kapalinového tělesa tak může být udržována nezměněná nezávisle na radiální poloze kapalinové plochy.

Další výhodou radiálně pohyblivého výstupního členu ý je to, že v případě potřeby může být použit výstupní člen i

I pro požadované nastaveni radiální polohy uvedené kapalinové i plochy.

í Dosud známá výstupní zařízení zde definovaného typu, ^! popsaná například v patentovém spisu DE 656 125 a DE 39 40 * 053-A1, nejsou řešena způsobem, který by umožnil maximální , využití uvedených výhod radiálně pohyblivého výstupního členu. Oba z uvedených výstupních členů, znázorněných a popsaných v uvedených dvou německých patentových spisech, tak mají tvar vyvolávající relativně velkou spotřebu energie, ( -τ» i když výstupní členy mají relativně malou hloubku ponoru v otáčejícím se kapalinovém tělese. Oba výše uvedené známé _ř V výstupní členy jsou dále uspořádány tak, že jsou nestabilní | 3ako prostředky snímající úroveň. Nebudou tak pracovat uspoI koj iyě, dojde-1i jk náhlým poruchám,v„otáčení uvedeného kapaI linového tělesa, například při vykyvování nebo kyvadlovítých | pohybech odstředivého rotoru. Ve spojení s pohyby tohoto

I, druhu se velmi rychle mění tyto síly, vyvíjené otáčejícím se

I kapalinovým tělesem na výstupním členu, a vzhledem k tvaru ρ známých výstupních členů toto může znamenat, že otáčející se kapalina bude tlačit výstupní člen mnohem hlouběji do kapa^:-3linového tělesa, než je žádoucí. To může způsobit příliš velká kmitání v radiálních pohybech výstupního členu, které neodpovídají radiálním pohybům kapalinové plochy samotné, a které proto neposkytují správný signál o radiální poloze kapalinové plochy.

Vynález si proto klade za úkol vytvořit výstupní zařízení výše popsaného typu, které by nebylo spojeno s nevýhodami výše popsaných známých výstupních zařízení.

Podstata vynálezu

Uvedeného cíle je dosaženo podle vynálezu tím, že u výstupních zařízení v úvodu popsaného typu má výstupní člen takový tvar, že během práce odstředivého rotoru zasahuje z části uvedené komory, prosté kapaliny, do kapalinového tělesa v ní přítomného, skrz oblast volné kapalinové plochy, která leží ve směru po proudu za bodem na volné kapalinové ploše, přičemž tento bod leží na prodloužení přímky vedené z osy otáčení odstředivého rotoru uvedenou osou natáčení. Tato oblast, v níž výstupní člen prochází volnou kapalinovou plochou, tak leží mezi uvedeným bodem a, posuzováno ve směru otáčení odstředivého rotoru, místem na volné kapalinové ploše, ležícím na diametrálně opačně vzhledem k uvedenému bodu.

S výhodou je uvedený vstupní otvor ve výstupním členu během provozu odstředřyého rotoru umístěn, _tak,_že„poloměr ,procházející z osy otáčení odstředivého rotoru vstupním otvorem, svírá úhel od 80° do 100°, s výhodou 90°, s uvedenou přímkou procházející osou otáčení a osou natáčení. Tím je dosaženo toho, že úhel svíraný mezi výstupním členem a kapalinovou plochou otáčejícího se kapalinového tělesa v oblasti uvedeného vstupního otvoru se bude měnit při radiálních po·· ·· ·· ·· ···· • · · · · · · ·

hybech kapalinové plochy a výstupního členu co možná nejméně.

j Výstupní kanál ve výstupním členu je s výhodou uspoří řádán tak, že kapalina proudící během provozu odstředivého rotoru vstupním otvorem je nucena měnit svůj směr proudění ve výstupním kanálu tak, že na výstupní člen bude působit „ reakční síla, mající sklon natáčet výstupní člen okolo uvedené osy natáčení ve směru k ose otáčení odstředivého rotop ru.

| Ve výhodném provedení vynálezu je alespoň část vnější | strany výstupního členu, uspořádané v dotyku s uvedeným kak palinovým tělesem, nakloněna vzhledem ke směru otáčení kapají linového tělesa tak, že výstupní člen na nakloněné části jeho vnější strany je vystaven odtlačovací (zvedací) síle, vyvolávané otáčejícím se kapalinovým tělesem a orientované ý proti uvedené řízené síle. S výhodou svírá uvedená vnější i strana výstupního členu úhel menší než 10° s volnou kapalinovou plochou v uvedené komoře v oblasti uvedené vnější , strany, která je v dotyku s otáčejícím se kapalinovým těle| sem v komoře.

|< v Uvedená řízená síla je nezávislá na silách vyplývájí( cích z otáčení kapalinového tělesa. V nejjednodušším případě

I* může být řízená síla získána pomoci . pružiny .různého -druhu.Í) Alternativně může být například těleso (popřípadě samotný výstupní člen) uzpůsobeno svou hmotností a prostřednictvím » nakloněných ploch tak, že je výstupní člen tlačen konstantní • předem určenou silou směrem k uvedenému otáčejícímu se kapalinovému tělesu a částečně do něj. Podle další alternativy může být řízená síla dosahována pneumatickými prostředky.

-5Ve výstupním zařízení podle vynálezu může být radiálně pohyblivý výstupní člen samočinně nucen k tomu, aby sledoval radiální pohyby volné kapalinové plochy otáčejícího se kapalinového tělesa a po celou dobu být udržován s velkou přesností minimálně ponořený v kapalinovém tělese nezávisle na tom, zda je nebo není kapalina vypouštěna výstupním zaří„ zením.

V jednoduchém provedení vynálezu není výstupní člen | otočný okolo osy otáčení rotoru. Nic však nebrání tomu, aby t vynález byl použit ve spojení s výstupními členy, otočnými okolo osy otáčení rotoru při rychlosti lišící se od osy otáčení rotoru.

V rámci vynálezu může být výstupní člen vytvořen jako sbírací (loupači) člen, t.j. člen přeměňující otáčivý pohyb kapaliny v uvedené komoře na tlakovou energii, když je ' kapalina vypouštěna z komory. Nemusí však být vytvořen tímto způsobem. Vypouštění kapaliny z uvedené komory výstupním členem muže být alternativně dosahováno pouze prostřednictj ,-l vím tlaku převládajícím v kapalině v komoře a vyvolávaného ί otáčením kapaliny.

I ..................

Výstupní člen je podle dalšího znaku vynálezu nesen | výstupní__trubicí, jejíž_____ alespoň část je uspořádána₌souose„

I s uvedenou osou natáčení, rovnoběžnou s uvedenou osou otáčeI ní, přičemž výstupní kanál výstupního členu je ve spojení | s vnitřkem výstupní trubice. Výstupní člen je s výhodou v podstatě trubicovitý a tvoří část výstupní trubice.

Vynález se rovněž vztahuje na odstředivý separátor, ·· ♦ ·

-6obsahující odstředivý rotor a výstupní zařízení výše uvedeného druhu, uzpůsobený pro vypouštění kapaliny z odstředivého rotoru.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladě provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr.l schematický podélný řez částí odstředivého rotoru a výstupního zařízení podle vynálezu, obr.2 výstupní část odstředivého rotoru a výstupního zařízení podle vynálezu z obr.l v podélném řezu a obr.3 část zařízení podle vynálezu v příčném řezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr.l znázorňuje schematicky část odstředivého rotoru v podélném řezu. Odstředivý rotor má rotorové těleso 1, nesoucí v sobě rozdělovač 2 a přepážkovou jednotku J3Rozdělovač 2 má rovinnou prstencovou část 4., horní kuželovitou část 5 a dolní kuželovitou část 6. Přepážková jednotka má válcovitou přepážku 7, dvě rovinné prstencovité přepážky 8 a 9 a kuželovitou přepážku 10. Mezi kuželovitou přepážkou 10 a dolní kuželovitou částí 6 rozdělovače je uložena sada oddělovacích kotoučů 11 ve tvaru komolého kužele, které jsou drženy neznázorněnými distančními členy v určitém vzájemném_axiálním odstupu. _________,

Rotorové těleso 1, rozdělovač 2, přepážková jednotka 2 a oddělovací kotouče 11 jsou společně otáčivé okolo střední osy 12 otáčení.

Středově je v rotoru vytvořena rozdělovačem 2 vstupní

-Ί• ·· ·· ·· ·· ···· ···· ···· · · · • · · ···· ·· · • ··· · · · ··· · ··· · • · · · · · · ··· ·· ·· ·· ·· · komora 12.. Okolo rozdělovače je mezi rozdělovačem a tělesem 1 rotoru vytvořena oddělovací komora 14. Radiálně uvnitř válcovité přepážky 7 je axiálně vytvořena mezi prstencovitými přepážkami 8 a 9 dolní výstupní komora .15. Nad prstencovitou přepážkou 2 i^e mezi ní a rotorovým tělesem 2 vytvořena horní výstupní komora 16.

Vstupní komora 13 je ve spojení s oddělovací komorou j 14 skrz několik radiálně nebo jinak probíhajících kanálů i

17.· Oddělovací komora 14 je ve spojení s dolní výstupní komorou 15 přepadovým výtokem 18, vytvořeným radiálně vnitřním P'

Í okrajem prstencovíté přepážky 9, as horní výstupní komorou

16, a to několika kanály 19.

Do rotorového tělesa 1 vybíhá shora pevná vstupní trubice 20, ústící na jejím dolním konci do vstupní komory 13. Horní část vstupní trubice 20 je soustředně obklopována výstupní trubicí 23.· Obě trubice tvoří mezi sebou prstencoví tý výstupní kanál 22. Na svém dolním konci je výstupní kanál 22 ve spojení s vnitřkem sbíracího členu 23 , který je uložen v dolní výstupní komoře 15.

líř, ( Výstupní trubice 21 nese další výstupní trubici 24 pomocí nosiče 25 tak, že je natáčivá okolo osy 26 natáčení ί rovnoběžné s osou 12 otáčení rotoru a umístěné s odstupem od ní. Výstupní trubice 24 je spojena.....s výstupní trubicí-27,

Iv níž je uložen uzavírací ventil 28.

Tvar výstupní trubice 24 je nejlépe patrný na obr.2.

( Jak je zde znázorněno, tvoří dolní část výstupní trubice

24, uložené ve výstupní komoře 16, obloukovitý výstupní člen |-· 29, uspořádaný okolo části výstupní trubice 21 a má vstupní

otvor 30 na straně odvrácené od osy 12 otáčení.

Část výstupní trubice 24, uspořádaná rovnoběžně s osou 12 otáčení rotoru, nese pružinu 33.. Pružina 31 je tvořena vinutím, které více závity obklopuje výstupní trubici 24 a je jednou koncovou částí 32 upevněno k této výstupní trubici a druhou koncovou částí 33 pružně dosedá proti výstupní trubici 21. Pružina 31 je tímto způsobem uzpůsobena ovládat výstupní trubici 24 známou řízenou pružinovou silou ve směru proti hodinovým ručičkám okolo osy 26 natáčení při pohledu podle obr.l. Pružina 31 tak odtlačuje výstupní člen 29 od osy 12 otáčení rotoru ve výstupní komoře 16.

K omezování natáčení výstupního členu 29 ve směru proti hodinovým ručičkám slouží neznázorněný zarážkový člen, takže výstupnímu členu 29 je bráněno v tom, aby se dostal do dotyku s tělesem 1 rotoru ve výstupní komoře 16. V případě potřeby může zařízení být opatřeno prostředky pro omezování otáčení výstupní trubice 24 proti směru hodinových ručiček v jakékoli požadované poloze výstupního členu 29, přičemž však výstupní člen 29 má potom možnost být pohybován z každé takové polohy blíže k ose 12 otáčení rotoru proti působení pružiny 31.

Obr.3 ukazuje výstupní člen 29 v řezu napříč k ose í* 12 otáčení rotoru. Výstupníčlen 29 má kanál 34. probíhající (od výše uvedeného vstupního otvoru 30 dovnitř výstupní trubice 24.. Obr. 3 také ukazuje polohu válcové kapalinové plochy 35, vytvořené ve výstupní komoře 16. Kapalinové těleso ve výstupní komoře 16, které tvoří kapalinovou plochu 35, se | otáčí za provozu odstředivého rotoru okolo osy 12 otáčení ve směru vyznačeném šipkou 36.

·· ·· ·· ·· ····

-9• · ··· · ··· · • · · · · ·· ·· ·· ·

Výstupní člen 29, který je natáčivý okolo osy 26 na- táčení, má vnitřní stranu 37, která je obrácená směrem k ose

I 12 otáčení rotoru a vnější stranu 38, obrácenou směrem od t této osy otáčení. Vstupní otvor 30 výstupního členu je uložen na uvedené vnější straně 38.

Jak je dále patrné z obr.3, má výstupní člen 29 na i*· „

- sve vnější straně 38 výběžek 39, vystupující do uvedeného otáčejícího se kapalinového tělesa. Rovněž část uvedené drufc hé strany 38, v níž je vytvořen vstupní otvor 30, je uložena fe radiálně vně kapalinové plochy .35. K tomu dochází v oblasti

F ležící po proudu za bodem P (obr.3) na kapalinové ploše 35, který leží na prodloužení přímky vedené z osy 12 otáčení ? přes osu 26 natáčení výstupního členu 29.. Na přívodní straně výstupního otvoru 30 je část vnější strany 38 výstupního členu v dotyku s otáčejícím se kapalinovým tělesem, zatímco zbytek vnější strany 38 leží v části výstupní komory 16, ί' prosté kapaliny. Jak je patrné z obr. 3, má vnější strana 38.

v oblasti jejího dotyku s otáčejícím se kapalinovým tělesem

I poloměr zakřivení, který se pouze nevýznamně odlišuje od po).. . loměru zakřivení kapalinové plochy 35. To znamená, že právě uvedená část vnější strany 38, uložená v dotyku s kapalinoí vým tělesem, svírá úhel v příslušné dotykové ploše s kapalinovou plochou 35, který je velmi malý, s výhodou menší než / o

.. 10 . Dotyk vnější strany 38 s otáčejícim se kapalinovým tě• .

lesem tak vyvolá velmi malou třecí sílu. Výstupní člen 29 bude plavat nebo klouzat na kapalinové ploše 35, když je μ tlačen pružinou 31 proti otáčejícímu se kapalinovému tělesu.

f i

Výběžek 39, který částečně ohraničuje uvedený vstupní otvor 30, ma za následek, že výstupní člen 29 působí jako

-10l··

I

I:

í fe· sbírací (loupači) člen, t.j. kapalina vytékající otvorem 30^ může být dopravována kanálem 34 a dále výstupní trubini JŽ4 částečně v důsledku pohybové energie získané kapalinou jejím otáčením ve výstupní komoře 16.

Je však třeba poznamenat, že vynález nezávisí na tom, aby výstupní člen 29 pracoval jako sbírací člen. I bez výběžku 39 bude výstupní člen schopný vypouštět kapalinu z výstupní komory 16 vstupním otvorem na vnější straně 38 výstupního členu. K tomu v takovém případě dojde pouze v důsledku toho, že převládne tlak kapaliny v kapalinovém tělese, otáčejícím se ve výstupní komoře 16, do hloubky, v níž leží výstupní otvor 30 v důsledku tlaku pružiny 31 na výstupní člen 29 směrem ke kapalinovému tělesu a částečně do něj .

V následujícím popisu bude podrobněji popsáno, jak výstupní zařízení podle vynálezu může být použito ve spojení s odstředivým rotorem typu znázorněného na obr.l.

Předpokládá se, že se odstředivý rotor podle obr.l použije pro oddělování dvou kapalin, majících různé hustoty a tvořící suspenzi. Dále se předpokládá, že v této suspenzi je suspendováno velmi malé množství relativně těžké kapaliny, například vody, v relativně velkém množství relativně lehké kapaliny, například oleji.___ ____________ _____

Před tím, než začne oddělovací operace, se odstředivý rotor, po jeho předchozím roztočení, s’ výhodou plní předem určeným množstvím před tím oddělované relativně těžké kapaliny. Do rotoru se zavádí tolik těžké kapaliny, že kapalina vyplňuje radiálně vnější část oddělovací komory 14 u kuželo-11·· ·· 99 ·· 9999 • · · · · · 9 9

999 9 9 9 99» 9 999 9

9 9 9 9 9 ·« 99 99 99 9 vité přepážky 10.

Po té začne přívod suspenze vstupní trubicí 20. Suspenze se vede ze vstupní trubice 20 přívodní komorou 13. a kanály 17 do oddělovací komory 14, v níž je oddělována odstředivou silou na lehkou kapalinu a těžkou kapalinu. V oddělovací komoře 14. se vytvoří v podstatě válcovitá hraniční vrstva L (obr.l) mezi oddělovanou lehkou kapalinou a oddělovanou těžkou kapalinou. Zatímco oddělovaná těžká kapalina je shromažďována v radiálně krajní části oddělovací komory spolu s před tím předem zavedeným množstvím kapaliny, je oddělovaná lehká kapalina přesouvána radiálně směrem dovnitř do oddělovací komory.

Nakonec dosáhne oddělená lehká kapalina radiálně do přepadového výtoku 18 a přetéká do výstupní komory 15. Oddělovaná těžká kapalina se nakonec dostane kanály 19 do výstupní komory 16, kde vytváří volnou válcovou plochu, pohybující se radiálně směrem dovnitř.

I Výstupní člen 29., uložený ve výstupní komoře 16, je

E držen pružinou 31 v radiálně krajní poloze, v níž je mu bráF něno v pohybu dále směrem ven výše uvedeným zarážkovým čle? _ς. nem, spolupůsobícím s výstupní trubicí 24. V této fázi oddělovacího pochodu je ventil 28 ve výstupním potrubí 27 uzavp· řen. ___) __ ________.....— | Když kapalinová plocha ve výstupní komoře 16 dosáhne | výstupní člen 29 a pokračuje ve svém pohybu radiálně směrem r dovnitř, dojde k tomu, že v důsledku uzavření ventilu 28

I začne výstupní člen plavat nebo klouzat na kapalinové ploše a bude se tak otáčet ve směru hodinových ručiček okolo

-12• ·· ·· ·· ·· · · 9 9 9 · · · · · · · • ··· · · · ··· • 9 · · ·

999 99 99 99 osy 26 natáčení při pokračujícím pohybu kapalinové plochy radiálně směrem dovnitř. Výstupní člen 29 bude tak vystaven odtlačovací (zvedací) síle působením kapaliny, otáčející se ve výstupní komoře 16, kde kapalina naráží do nakloněné vnější strany 38 výstupního členu 29. Proti této odtlačovací (zvedací) síle působí pružina 31, takže výstupní člen je po celou dobu udržován v požadovaném kontaktu s otáčejícím se kapalinovým tělesem.

Obr.l znázorňuje malými trojúhelníky polohy volných t kapalinových ploch vytvořených v různých komorách odstředi| vého rotoru během oddělovacího pochodu. Jak je patrné, je kapalinová plocha oddělované těžké kapaliny ve výstupní komoře 16 uložena poněkud dále od osy otáčení rotoru než kapalinová plocha oddělované lehké kapaliny v oddělovací komoře

14.

Poloha kapalinové plochy v oddělovací komoře 14 je pevná a je předem určená polohou přepadového výtoku 18. Sbírací člen 23 je dimenzován tak, že bude velmi rychle vypoušl tět z výstupní komory 15 veškerou oddělovanou kapalinu vstuF κ pující do této komory z oddělovací komory 14. Jak bylo popit sáno výše, může se kapalinová plocha ve výstupní komoře 16 stále pohybovat radiálně směrem dovnitř.

k Jelikož oddělovaná těžká kapalina nemůže opouštět od1' středivý rotor výstupní trubicí 24., množství takové oddělované kapaliny v oddělovací komoře 14 bude vzrůstat· To vede k tomu, že výše uvedená hraniční vrstva L mezi oddělovanou lehkou kapalinou a oddělovanou těžkou kapalinou bude přesouh vána v oddělovací komoře 14 radiálně směrem dovnitř.

• ·· ·· ·· ·· ···· ···· ···· · · ·

-13• ··· · · · ··· · ··· · • · · · · · · ··· ·· ·· ·· ·· · | Když hraniční vrstva L dosáhla v oddělovací komoře určité úrovně, zhorší se oddělování v oddělovací komoře , a podíly těžké kapaliny začnou doprovázet lehkou kapalinu

I směrem ven z rotoru výstupní komorou 15 a výstupním kanálem í 22. To může být snímáno například měřičem dielektrické konstanty, uloženým v proudu kapaliny výstupním kanálem 22.

| . Při zjištění těžké kapaliny ve výstupním kanálu 22 vychází samočinně ze řídicí jednotky neznázorněného odstředivého oddělovače signál k ventilu 28, který se potom otevře t a udržuje se otevřený po předem určené časové údobí. Když se fc ventil 28 otevře, výstupní člen 29 začne vést oddělenou těžF kou kapalinu směrem ven z výstupní komory 16 kanálem 34 a dále výstupní trubicí 24 do výstupního potrubí 27 a nádrže na takovou kapalinu.

Výtok těžké kapaliny z výstupní komory 16 působí, že do této komory teče nová kapalina z oddělovací komory 14 kanály 19 a hraniční vrstva L se potom pohybuje radiálně směrem ven.

ií.

? Když toto časové údobí uplyne a ventil 28 se zavře, í hraniční vrstva L se znovu dostane do polohy v blízkosti ( -, vnějšího okraje kuželovité přepážky 10, avšak stále na její radialne vnitrní straně. Po té, co oddělovací pochod po ce| l°^u dobu pokračoval jakopřed tím, hraniční vrstva L se nyní | pomalu opět začíná pohybovat radiálně směrem dovnitř, až se ventil 28 znovu otevře.

&

I Během popsaného chodu se výstupní člen 29 po té, co

I se dostal do styku s kapalinovou plochou ve výstupní komoře ' 16, nejprve pohybuje radiálně dovnitř, až se ventil 28 otev-

ře, a po té se pohybuje radiálně směrem ven, zatímco oddělovaná těžká kapalina se jím vypouští. Tento pohyb výstupního členu 29 radiálně směrem ven končí, když se ventil 28 uzavře, t.j. výše uvedený zarážkový člen nemusí vejít v činnost, načež výstupní člen pokračuje v plavání nebo klouzání po kapalinové ploše ve výstupní komoře 16. Během celého chodu tak nezávisle na tom, jakou polohu zaujímala kapalinová plocha ve výstupní komoře 16, má výstupní člen 29 v podstatě stejně velkou část svého povrchu v dotyku s kapalinovým tělesem, otáčejícím se ve výstupní komoře 16. Jinými slovy se odstraňuje problém vyskytující se ve spojení s radiálními pohyby kapalinové plochy ve výstupní komoře, v níž je uložen radiálně nepohyblivý výstupní člen.

V tomto spojení je třeba poznamenat, že vynález přináší řešení tohoto obzvláštního problému ve spojení s oddělovacím pochodem, popsaným v patentovém spisu USA č.4 525 155 a v němž, jak je popsáno výše, se má oddělovaná těžká kapalina vypouštět přerušovaně z výstupní komory. Je také třeba uvést, že tento problém byl dříve řešen odlišným způsobem, popsaným v patentovém spisu USA č.4 622 029 a který znamená cirkulační čerpání kapaliny v oblasti uvedené výstupní komory 16. Cirkulační čerpání tohoto druhu je spojno s určitými nevýhodami, které se neobjevují při použití vynálezu.

Výše uvedený postup je pouze jedním z několika, v nichž mohou být použity výhody výstupního zařízení podle vynálezu. V dalším postupu bude stručně popsána další z nich.

Odstředivý rotor typu schematicky znázorněného na

-15obr.l má normálně jeden další výstup. Takový výstup je uložen na radiálně nekrajnější části rotoru a je určen pro přerušované vypouštění těžkých pevných částic z oddělovací komory, v ní oddělovaných. Rotor, mající výstup tohoto druhu, je například znázorněn v patentových spisech USA č.4 525 155 a 4 622 029.

V běžném odstředivém rotoru tohoto druhu je oddělova-. ná těžká kapalina obvykle vedena jako oddělovaná lehká kapalina plynule ven z rotoru, t.j. nikoli přerušovaně, jak bylo popsáno výše ve spojení s obr.l. Když jsou obě oddělované kapaliny vedeny ven z rotoru plynule, nevytvářejí radiálně nepohyblivé výstupní členy při oddělování problémy stejného rozsahu, jako když je jedna z kapalin odváděna přerušovaně, protože radiální pohyby kapalinových ploch ve výstupních komorách rotoru jsou potom relativně malé.

Z tohoto hlediska však vzniká problém pokaždé, když se má otevřít výstup odstředivého rotoru pro oddělované těžké částice. Aby se zejména zabránilo tomu, že se příliš mnoho oddělované lehké kapaliny ztratí obvodovým výstupem při příležitosti každého otevření, naplní se oddělovací komora, před tím, než se obvodový výstup otevře, zcela nebo zčásti oddělovanou těžkou kapalinou. To se provádí tak, že výstup oddělované lehké kapaliny se uzavře, načež se oddělovaná lehká kapalina posouvá radiálně směrem dovnitř a ven běžným středním výstupem pro lehkou kapalinu přerušením běžného přívodu suspenze do rotoru a její nahrazením přívodem pouze před tím oddělené těžké kapaliny.

Během takového posunu oddělované lehké kapaliny se nejen pohybuje v oddělovací komoře hraniční vrstva mezi leh-16í kou kapalinou a těžkou kapalinou radiálně směrem dovnitř,

- ale také se pohybuje radiálně směrem dovnitř povrch oddělované těžké kapaliny ve výstupní komoře pro těžkou kapalinu.

5^ř Použitím výstupního zařízení podle vynálezu místo běžného radiálně nepohyblivého vypouštěcího zařízení může být ve výstupní komoře pro oddělovanou těžkou kapalinu zabráněno tomu, aby pohyby kapalinové plochy ve výstupní komoře vyvolávaly zbytečně velkou spotřebu energie pro otáčení odstředivého rotoru a nepotřebně vysoký tlak ve výstupní komoře pro oddělovanou těžkou kapalinu.

í ' tfeObr.3 znázorňuje, přídavně k plné kruhové čáře kapalinové plochy 35, dvě čerchované čáry*, s ní soustředné. Tyto čáry pouze znázorňují alternativní polohy kapalinové plochy ve výstupní komoře 16.

Je-li výstupní zařízení podle vynálezu použito v odstředivém rotoru, například druhu znázorněného na obr.l pro í plynulé vypouštění oddělované kapaliny z výstupní komory, b »

K může být výstupní trubice 24 pomocí pružiny 31 držena proti

I výše uvedenému zarážkovému členu, takže výstupní člen 29 je | při současném vypouštění kapaliny z rotoru uložen po celou í dobu v nezměněné vzdálenosti od osy otáčení rotoru. To před| pokládá, že nejsou překážky vůči vypouštění veškeré takové | oddělované kapaliny, vstupující do výstupní komory z odděloÍÍ vací komory. Poloha výstupního členu tak určuje v tomto příΓ pádě polohu volné kapalinové plochy ve výstupní komoře. Výstupní zařízení může být vybaveno pro udržování výstupního členu 29 prostřednictvím pružiny 31 v jakékoli požadované í

poloze, v důsledku čehož může být kapalinová plocha ve výstupní komoře udržována na jakékoli požadované úrovni, nezá• ·

-17vislé na velikosti proudu kapaliny do výstupní komory. Výstupní zařízení tohoto druhu může být použito tak, aby v případě potřeby měnilo polohu během provozu rotoru pro kapalinovou plochu ve výstupní komoře a polohu hraniční vrstvy L (obr.l) v oddělovací komoře rotoru.

Vynález byl popsán pouze v kombinaci s odstředivým rotorem majícím dva středové výstupy pro oddělované kapaliny. Výstupní zařízení podle vynálezu však může být použito i jako jednovýstupové zařízení v odstředivém rotoru majícím pouze jeden centrální výstup pro oddělovanou kapalinu. Je samozřejmě také možné používat dvouvýstupových zařízení podle vynálezu v jednom a tomtéž odstředivém rotoru pro vypouštění různých oddělovaných kapalin.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Výstupní zařízení pro odstředivý rotor (1), otáčiI vý okolo osy (12) otáčení a vymezující komoru (16) vytvoře¹ nou tak, že kapalina v ní přítomná vytváří při otáčení odstředivého rotoru kapalinové těleso mající volnou kapalinovou plochu (35) obrácenou směrem k ose otáčení a obklopující ji, přičemž výstupní zařízení obsahuje výstupní člen (29), tvořící výstupní kanál (34) a obsahující vstupní otvor (30), který je ve spojení s kanálem, a uzpůsobený být během práce odstředivého rotoru natáčivý okolo osy (26) natáčení, | která je v podstatě rovnoběžná s uvedenou osou (12) otáčení a leží v určitém odstupu od ní, takže výstupní člen (29) je pohyblivý ve směru k ose (12) otáčení odstředivého rotoru nebo od ní, přičemž výstupní člen (29) je dále vytvořen tak, že v různých polohách natáčení okolo uvedené osy (26) natáčení zasahuje z části uvedené komory (16), prosté kapaliny, do kapalinového tělesa, které je v něm přítomné, skrz uvedenou volnou kapalinovou plochu (35), a dále obsahuje ovládací prostředek (31) uzpůsobený pro ovládání výstupního členu i (29) řízenou silou, mající sklon natáčet uvedený výstupní fy * člen (29) okolo uvedené osy (26) natáčení ve směru od osy (12) otáčení odstředivého rotoru, takže výstupní člen je držen proti působení sil na něj vyvíjených kapalinovým tělesem, otáčejícím se s odstředivým rotorem, s jeho vstupním otvorem (30) alespoň částečně v kapalinovém tělese při pro? měnlivých radiálních úrovních volné kapalinové plochy (35), * vyznačené tím, že výstupní člen (29) má takový tvar, že během práce odstředivého rotoru zasahuje z části uvedené komoJ ry (16), prosté kapaliny, do kapalinového tělesa v ní příJ ξ tomného, skrz oblast volné kapalinové plochy (35), která leží ve směru po proudu za bodem (P) na volné kapalinové ploše • ·

   -19(35), přičemž tento bod (P) leží na prodloužení přímky vedené z osy (12) otáčení odstředivého rotoru uvedenou osou (26) natáčení.
2. 2. Výstupní zařízení podle nároku 1 vyznačené tím, že uvedený vstupní otvor (30) je během práce odstředivého rotoru umístěn tak, že poloměr, procházející z osy (12) otáčení odstředivého rotoru vstupním otvorem (30), svírá úhel od 80° do 100°, s výhodou 90°, s uvedenou přímkou procházející , osou (12) otáčení a osou (26) natáčení.
3. 3. Výstupní zařízení podle nároku 1 nebo 2 vyznačené tím, že výstupní kanál (34) je uspořádán tak, že kapalina proudící během práce odstředivého rotoru vstupním otvorem (30) je nucena měnit svůj směr proudění ve výstupním kanálu (34) tak, že na výstupní člen (29) bude působit reakční síla, mající sklon natáčet výstupní člen okolo uvedené osy natáčení (26) ve směru k ose (12) otáčení odstředivého rotoru.

   (
4. 4. Výstupní zařízení podle nejméně jednoho z nároků 1 až 3 vyznačené tím, že výstupní člen (29) má vnější stranu i ,_r (28) uspořádanou tak, že je v dotyku s uvedeným kapalinovým tělesem, a nejméně část této vnější strany (38) je nakloněna

   I > vzhledem ke směru otáčení kapalinového tělesa tak, že vý$ stupni člen (29) na nakloněné části jeho vnější strany je vystaven odtlačovací síle, vyvolávané otáčejícím se kapali3 ř novým tělesem a orientované proti uvedené řízené síle.

   £

   8
5. 5. Výstupní zařízení podle nároku 4 vyznačené tím, že

   I uvedená vnější strana (38) výstupního členu (29) svírá úhel menší než 10° s volnou kapalinovou plochou (35) v uvedené komoře (16) v oblasti uvedené vnější strany (38), která je v dotyku s otáčejícím se kapalinovým tělesem v komoře.
6. 6. Výstupní zařízení podle nejméně jednoho z nároků 1 až 5 vyznačené tím, že uvedená řízená síla je nezávislá na silách vyplývajících z otáčení kapalinového tělesa.
7. 7. Výstupní zařízení podle nejméně jednoho z nároků _é 1 až 6 vyznačené tím, že uvedený ovládací prostředek (31) obsahuje pružinu pro ovládání výstupního členu (29) uvedenou « řízenou silou.
8. 8. Výstupní zařízení podle nejméně jednoho z nároků 1 až 7 vyznačené tím, že výstupní člen (29) je nesen výstupní trubicí (24), jejíž alespoň část je uspořádána souose s uvedenou osou (26) natáčení, rovnoběžnou s uvedenou osou (12) otáčení, přičemž výstupní kanál (34) výstupního členu jě ve spojení s vnitřkem výstupní trubice (24).
9. 9. Výstupní zařízení podle nároku 8 vyznačené tím, že výstupní člen (29) je v podstatě trubicovitý a tvoří část výstupní trubice (24).
10. 10. Odstředivý separátor, obsahující odstředivý rotor (1), otáčivý okolo osy (12) otáčení a vymezující komoru (16) vytvořenou tak, že kapalina v ní přítomná vytváří při

    ..otáčení odstředivého^ rotoru _(1) kapalinové těleso, maj.ící. volnou kapalinovou plochu (35), obrácenou směrem k ose otáčení a obklopující ji, vyznačený tím, že odstředivý separátor obsahuje výstupní zařízení podle nejméně jednoho z nároků 1 až 9, uzpůsobené pro vypouštění kapaliny z uvedené komory (16) .