ES2848527T3 - Separador centrífugo con conjunto de sello - Google Patents

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Klas Hilding
Jouko Pitkämäki
Peter Thorwid
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Abstract

Un separador centrífugo (16) para la separación de al menos dos componentes de una mezcla de fluidos, que son de diferentes densidades, separador centrífugo que comprende un armazón estacionario (17), una parte rotatoria, que comprende un husillo (21) y un rotor centrífugo (20), estando la parte rotatoria soportada por el armazón (17), para rotar alrededor de un eje de rotación (X), en donde el rotor centrífugo (20) está montado en un primer extremo del husillo (21), para rotar junto con el husillo (21), y comprende una carcasa de rotor (28), que encierra un espacio de separación (29), unas conexiones de fluido para suministrar o para descargar fluido de proceso o fluido de servicio hacia o desde dicho separador, comprendiendo las conexiones de fluido una entrada (35), para suministrar la mezcla de fluidos a separar a dicho espacio de separación (29), y al menos una salida de líquido (39, 41), para descargar una fase líquida separada desde dicho espacio de separación (29); comprendiendo el separador centrífugo (16) un conjunto de sello (1), dispuesto concéntricamente con el eje de rotación en la entrada y/o en la al menos una salida de líquido, para proporcionar un sello entre una primera zona (2) y una segunda zona (3), que comprende: - un elemento de sellado rotatorio (4), unido a la parte rotatoria del separador centrífugo, que comprende un primer anillo de sellado (5), y dispuesto para ajustarse en un elemento rotatorio, que rota alrededor de un eje de rotación (X), - un elemento de sellado estacionario (6), unido al armazón estacionario (17), que comprende un segundo anillo de sellado (7); en donde dicho segundo anillo de sellado (7) está alineado axialmente con dicho primer anillo de sellado (5) alrededor del eje de rotación (X); en donde dicho elemento de sellado rotatorio (4) y dicho elemento de sellado estacionario (6) forman de este modo una conexión entre dicha parte rotatoria y dicho armazón estacionario (17), - medios (8) para hacer que los anillos de sellado primero (5) y segundo (7) se acoplen entre sí, formando de este modo al menos una interfaz de sellado (9) entre dichos anillos de sellado primero (5) y segundo (7); en donde dicha al menos una interfaz de sellado formada (9) se extiende sustancialmente en paralelo con un plano radial (p) con respecto al eje de rotación (X); y además - en donde dicha primera zona (2) se localiza radialmente dentro y se extiende axialmente a través de dichos anillos de sellado, y dicha segunda zona (3) está dispuesta radialmente fuera de dichos anillos de sellado; - en donde la primera zona (2) del conjunto de sello (1) está en comunicación de fluidos con una conexión de fluido de dicho separador (16), y dicha segunda zona (3) está en comunicación de fluidos o bien con una conexión de fluido diferente de dicho separador (16) o con un volumen que no está en comunicación de fluidos con ningún fluido de proceso o de servicio del separador, formando de este modo un sello entre dichas zonas primera (2) y segunda (3); - en donde dichos anillos de sellado primero y segundo están dispuestos de manera que se forma un sello de doble contacto, que tiene al menos una cámara (11), dispuesta en dicho plano radial (p) al acoplarse los anillos de sellado primero y segundo, y en donde el conjunto de sello (1) comprende además al menos una conexión de fluido (15) a dicha cámara; y dicha al menos una conexión de fluido (15) se forma dentro de dicho segundo anillo de sellado (7); - en donde dicha al menos una conexión de fluido comprende un canal para suministrar fluido a la cámara 11 y un canal adicional para extraer fluido de la cámara 11.

Description

DESCRIPCIÓN
Separador centrífugo con conjunto de sello
Campo de la invención
La presente invención se refiere al campo de la separación centrífuga y, más específicamente, a sellos herméticos para separadores centrífugos.
Antecedentes de la invención
Los separadores centrífugos se usan, en general, para la separación de líquidos y/o sólidos de una mezcla de líquidos o una mezcla de gases. Durante la operación, la mezcla de fluidos que está a punto de separarse se introduce en un cuenco rotatorio y, debido a las fuerzas centrífugas, las partículas pesadas o un líquido más denso, tal como el agua, se acumula en la periferia del cuenco rotatorio mientras que el líquido menos denso se acumula más cerca del eje central de rotación. Esto permite la recogida de las fracciones separadas, por ejemplo, por medio de diferentes salidas dispuestas en la periferia y cerca del eje de rotación, respectivamente.
Los separadores centrífugos de alta velocidad normalmente tienen unas tuberías de entrada y de salida estacionarias selladas con respecto a la parte rotatoria del separador. El sello puede ser un sello hermético, tal como un sello mecánicamente hermético, usado cuando el material a separar en el separador centrífugo no debe exponerse ni entrar en contacto con la atmósfera. De este modo, un sello hermético reduce el riesgo de que cualquier sustancia, tal como el oxígeno, o partículas en la atmósfera, contaminen el líquido alimentado o una fase separada.
En el documento US 4759744 se muestra un ejemplo que muestra un separador centrífugo que tiene sellos mecánicos tanto en las entradas como en las salidas.
En el documento DE 1910576 A1 se muestra otro ejemplo que muestra un acoplamiento para clasificadores centrífugos, que comprende un elemento de sellado estacionario que funciona conjuntamente con un elemento de sellado rotatorio montado en el árbol de rotor.
Sin embargo, los sellos de salida hermética bifásicos, es decir, los sellos que van a usarse en la salida de un separador que descarga dos fases líquidas separadas, normalmente son construcciones complicadas con muchas piezas a ensamblar. Esto hace que sea difícil ensamblar el separador, pero también dar mantenimiento y desarmar el mismo. Tales salidas herméticas a menudo están diseñadas para centrarse en la fase líquida dominante que está separada. De este modo, en un separador centrífugo del denominado tipo purificador, en el que se separan dos fases líquidas (y posiblemente una fase sólida) y la fase dominante es la fase líquida separada de baja densidad, la salida normalmente está diseñada para centrarse en el manejo de la fase líquida ligera. Por el contrario, en un separador centrífugo del denominado tipo concentrador, en el que se separan dos fases líquidas (y posiblemente una fase sólida) y la fase dominante es la fase líquida separada de alta densidad, la salida está normalmente diseñada para centrarse en el manejo de la fase líquida pesada. En consecuencia, esto hace que las salidas parezcan diferentes y puedan necesitarse al menos dos variantes diferentes, lo cual es un inconveniente si el separador centrífugo va a usarse tanto en aplicaciones de purificador como de concentrador.
De este modo, hay una necesidad en la técnica de un sello hermético para separadores centrífugos que pueda manejar tanto una gran cantidad de líquido de fase ligera como una gran cantidad de líquido de fase pesada.
Sumario de la invención
Un objetivo principal de la presente invención es proporcionar un conjunto de sello mejorado.
Un objetivo adicional es proporcionar un conjunto de sello que facilite un sello de salida o de entrada hermético para un separador centrífugo.
Como un aspecto de la invención, se proporciona un separador centrífugo para la separación de al menos dos componentes de una mezcla de fluidos que son de diferentes densidades, separador centrífugo que comprende un armazón estacionario,
una parte rotatoria que comprende un husillo y un rotor centrífugo, estando la parte rotatoria soportada por el armazón para rotar alrededor de un eje de rotación, en el que el rotor centrífugo está montado en un primer extremo del husillo para rotar junto con el husillo y comprende una carcasa de rotor que encierra un espacio de separación, unas conexiones de fluido para suministrar o para descargar fluido de proceso o fluido de servicio hacia o desde dicho separador, comprendiendo las conexiones de fluido una entrada para suministrar la mezcla de fluidos a separar a dicho espacio de separación, y al menos una salida de líquido para descargar una fase líquida separada de dicho espacio de separación;
comprendiendo el separador centrífugo un conjunto de sello, dispuesto concéntricamente con el eje de rotación en la entrada y/o en la al menos una salida de líquido, para proporcionar un sello entre una primera zona y una segunda zona, que comprende
- un elemento de sellado rotatorio unido a la parte rotatoria del separador centrífugo que comprende un primer anillo de sellado y dispuesto para ajustarse a un elemento rotatorio, que rota alrededor de un eje de rotación, - un elemento de sellado estacionario unido al armazón estacionario que comprende un segundo anillo de sellado; en el que dicho segundo anillo de sellado está alineado axialmente con dicho primer anillo de sellado alrededor del eje de rotación; en el que dicho elemento de sellado rotatorio y dicho elemento de sellado estacionario forman de este modo una conexión entre dicha parte rotatoria y dicho armazón estacionario,
- medios para hacer que los anillos de sellado primero y segundo se acoplen entre sí, formando de este modo al menos una interfaz de sellado entre dichos anillos de sellado primero y segundo; en el que dicha al menos una interfaz de sellado formada se extiende sustancialmente en paralelo con un plano radial con respecto al eje de rotación; y, además
- en el que dicha primera zona se localiza radialmente dentro y se extiende axialmente a través de dichos anillos de sellado y dicha segunda zona está dispuesta radialmente fuera de dichos anillos de sellado;
- en el que la primera zona del conjunto de sello está en comunicación de fluidos con una conexión de fluido de dicho separador y dicha segunda zona está en comunicación de fluidos o con una conexión de fluido diferente de dicho separador o con un volumen que no está en comunicación de fluidos con ningún fluido de proceso o de servicio del separador, formando de este modo un sello entre dichas zonas primera y segunda;
- en el que dichos anillos de sellado primero y segundo están dispuestos de manera que se forma un sello de doble contacto que tiene al menos una cámara dispuesta en dicho plano radial al acoplarse los anillos de sellado primero y segundo, y en el que el conjunto de sello comprende además al menos una conexión de fluido a dicha cámara; y dicha al menos una conexión de fluido se forma dentro de dicho segundo anillo de sellado;
- en el que dicha al menos una conexión de fluido comprende un canal para suministrar fluido a la cámara y un canal adicional para extraer fluido de la cámara.
El conjunto de sello es, por lo tanto, un sello mecánico que puede formar un sello hermético. El conjunto de sello es para formar un sello entre una parte estacionaria y una parte rotatoria.
El elemento de sellado rotatorio puede disponerse para ajustarse a otras partes rotatorias, tales como árboles o similares, es decir, a un elemento rotatorio. El primer anillo de sellado de la parte rotatoria está dispuesto en un plano perpendicular al eje de rotación.
El elemento de sellado estacionario se alinea axialmente con el elemento de sellado rotatorio, de manera que los anillos de sellado primero y segundo se alineen axialmente. De este modo, el segundo anillo de sellado puede disponerse en el mismo plano que el primer anillo de sellado y el elemento de sellado estacionario puede disponerse para ajustarse o unirse a otra parte estacionaria.
El primer anillo de sellado puede ser un anillo de desgaste y el segundo anillo de sellado puede ser un anillo de sellado. De este modo, el primer anillo de sellado, dispuesto para hacerse rotar, puede ser de un material más duro que el segundo anillo de sellado.
Además, hay unos medios para hacer que los anillos de sellado primero y segundo se acoplen entre sí. Sin embargo, esto todavía significa que puede formarse una película de sellado líquida en la interfaz de sellado durante la rotación del elemento de sellado rotatorio. Los medios para hacer que los anillos de sellado se acoplen entre sí pueden ser para hacer que los anillos de sellado se acoplen entre sí cuando el elemento de sellado rotatorio esté en reposo. De este modo, en la interfaz entre la parte estacionaria y la parte rotatoria puede formarse una película de sellado líquida, por ejemplo, entre el anillo de desgaste y el anillo de sellado. Una película microdelgada de este tipo puede formarse por un fluido en la zona primera o segunda.
Los medios para hacer que los anillos de sellado se acoplen entre sí pueden comprender medios elásticos, tales como al menos un resorte, que hacen que los anillos de sellado primero y/o segundo se acoplen axialmente entre sí. Por lo tanto, los medios elásticos pueden disponerse axialmente por encima de los anillos de sellado primero o segundo. Como ejemplo, los medios elásticos pueden ser parte del elemento de sellado estacionario que empuja el segundo anillo de sellado en la dirección axial. De este modo, los medios elásticos pueden llevar y/o empujar el segundo anillo de sellado en acoplamiento con el primer anillo de sellado cuando el elemento de sellado rotatorio está en reposo.
La al menos una conexión de fluido puede disponerse de manera que también pase los medios elásticos, tal como pasando a través del volumen o volúmenes en los que se localizan los resortes que empujan los anillos de sellado uno contra otro.
La al menos una interfaz de sellado formada se extiende sustancialmente en un plano radial (p) con respecto al eje de rotación. Por lo tanto, un plano radial (p) es perpendicular al eje de rotación (X). Sin embargo, las interfaces de sellado pueden estar inclinadas algunos grados con respecto a un plano radial, es decir, la interfaz de sellado no tiene que ser exactamente paralela al plano radial.
Además, debido a la interfaz de sellado formada, se forma un sello entre una primera zona que se define extendiéndose axialmente a través de los anillos de sellado y una segunda zona. Por lo tanto, la primera zona puede extenderse a través de la mitad de los anillos, extendiéndose de este modo concéntricamente con los anillos de sellado alrededor del eje de rotación (x). Por lo tanto, la primera zona también puede extenderse a través de los elementos de sellado rotatorios y estacionarios.
La segunda zona se define radialmente fuera de los anillos de sellado primero y segundo. La interfaz de sellado formada sella de este modo la zona dentro de los anillos desde la zona radialmente fuera de los anillos.
Los anillos de sellado están diseñados además de manera que se forme una cámara dentro de los anillos de sellado primero y/o segundo, de manera que se forme un sello de doble contacto. El sello de doble contacto es, por lo tanto, un sello formado por dos interfaces de sellado separadas entre los anillos de sellado primero y segundo con la cámara localizada radialmente entre las dos interfaces de sellado separadas.
Por lo tanto, el sello de doble contacto entre los anillos de sellado primero y segundo puede verse en al menos un plano axial. También hay conexiones de fluido con la cámara, lo que significa que un fluido puede suministrarse a la cámara o extraerse de la cámara.
El aspecto de la invención se basa en la idea de que el conjunto de sello es fácil de ensamblar, por ejemplo, debido a la interfaz de sellado formada en un plano perpendicular al eje de rotación que hace que el sello sea fácil de ensamblar y desensamblar axialmente.
Además, debido a la cámara formada, se forma un sello de doble contacto que solo tiene dos anillos de sellado. Esto significa que el conjunto de sello también es compacto y tiene algunas piezas. De este modo, el conjunto de sello puede ser fácil de montar o desensamblar si se ajusta, por ejemplo, en un separador centrífugo, lo que facilita el uso durante, por ejemplo, el servicio del rotor centrífugo de un separador centrífugo.
Las conexiones de fluido a la cámara son ventajosas porque puede suministrarse un fluido a la cámara que tiene una presión más alta que, por ejemplo, un fluido en la primera zona o la segunda zona durante el uso del sello. Esto evita así además filtraciones de fluido de la primera zona a la segunda zona, o viceversa.
Las conexiones de fluido también facilitan la detección de filtraciones en el sello de doble contacto. Por lo tanto, la cámara puede funcionar como una cámara de filtraciones, y cualquier fluido que se haya filtrado a través de una parte del sello de doble contacto al interior de la cámara puede detectarse a través de las conexiones de fluido desde el exterior del conjunto de sello. De este modo, las filtraciones desde la zona primera o segunda a través de la interfaz de sellado llegan a la cámara antes de llegar a la otra zona. De este modo, la cámara puede evitar filtraciones directamente de la primera a la segunda zona, o viceversa.
Las conexiones de fluido también pueden usarse para suministrar fluido refrigerante a la cámara. El fluido refrigerante puede ser un líquido, tal como agua o gas.
La al menos una conexión de fluido puede formarse dentro del anillo de sellado estacionario. Las conexiones de fluido pueden comprender al menos dos conexiones a la cámara, una para suministrar fluido y otra para extraer fluido. Las conexiones de fluido pueden ser canales formados en el segundo anillo de sellado de manera que pueda accederse a la cámara desde el exterior del anillo de sellado. De este modo, pueden formarse conexiones tanto de entrada a como de salida de la cámara en el segundo anillo de sellado hacia el exterior del anillo de sellado. Las conexiones de fluido también pueden extenderse más, es decir, al exterior del elemento de sellado estacionario, y también, por ejemplo, de manera que el fluido suministrado a y/o extraído de la cámara pase por los medios para hacer que los anillos de sellado primero y segundo se acoplen entre sí cuando el elemento de sellado rotatorio esté en reposo, tal como pasando a través del volumen en el que está dispuesto un medio elástico.
En las realizaciones del aspecto de la invención, al menos uno de los anillos de sellado primero y segundo tiene al menos un rebaje, de manera que el sello de doble contacto que tiene al menos una cámara dispuesta en el plano radial se forma al acoplarse los anillos de sellado primero y segundo.
El al menos un rebaje, o hendidura, por lo tanto, puede disponerse en uno o en ambos anillos de sellado en una superficie que se acopla con el otro anillo de sellado.
Esto significa que el rebaje está dispuesto en la interfaz de sellado para formar un sello de doble contacto, localizándose la cámara dentro de los anillos de sellado primero y/o segundo. De este modo, las paredes que definen la cámara pueden ser todas parte de los anillos de sellado primero y/o segundo.
Como ejemplo, el al menos un rebaje puede disponerse en el primer anillo de sellado, tal como solamente en el primer anillo de sellado, de manera que la cámara se forma dentro del primer anillo de sellado.
Como ejemplo adicional, el al menos un rebaje puede disponerse en el segundo anillo de sellado, tal como solamente en el segundo anillo de sellado, de manera que la cámara se forma dentro del segundo anillo de sellado. Además, el al menos un rebaje puede disponerse en ambos anillos de sellado primero y segundo, de manera que la cámara se forma dentro de ambos anillos de sellado.
El rebaje puede tener una altura axial de aproximadamente la mitad de la altura axial de un anillo de sellado, o menos de la mitad de la altura axial de un anillo de sellado.
Como ejemplo, el al menos un rebaje es concéntrico con los anillos de sellado. De este modo, el rebaje puede distribuirse uniformemente alrededor del eje de rotación.
Puede disponerse al menos un rebaje de manera que se forme una cámara anular. De este modo, el rebaje puede disponerse de manera anular como una ranura anular en la superficie de los anillos de sellado primero y/o segundo en la superficie de un anillo de sellado.
Sin embargo, el al menos un rebaje no tiene que ser completamente anular. En cambio, varios rebajes distribuidos a una distancia radial pueden formar más de una cámara en la interfaz de sellado.
En las realizaciones del aspecto de la invención, el elemento de sellado rotatorio comprende unas paletas dispuestas en la segunda zona para provocar la aceleración de un fluido presente en la segunda zona al rotar el elemento de sellado rotatorio.
El elemento de sellado rotatorio puede comprender al menos 4 paletas, tal como al menos 8 paletas. De este modo, al rotar el elemento de sellado rotatorio, las paletas pueden ayudar a transportar el fluido a la segunda zona. Esto puede resultar útil si la disposición de sellado está dispuesta en una entrada o una salida de un separador centrífugo. Las paletas pueden, por ejemplo, disponerse axialmente debajo de la interfaz de sellado.
El separador centrífugo es para la separación de una mezcla de fluidos, tal como una mezcla de gases o una mezcla de líquidos. El armazón estacionario del separador centrífugo es una parte no rotatoria, y la parte rotatoria puede soportarse por el armazón por al menos un dispositivo de apoyo, tal como por al menos un rodamiento de bolas que soporta el husillo.
El rotor centrífugo está unido a un primer extremo del husillo y, por lo tanto, está montado para rotar con el husillo. Durante la operación, el husillo forma de este modo un árbol rotatorio. El primer extremo del husillo puede ser un extremo superior del husillo. Por lo tanto, el husillo puede rotar alrededor del eje de rotación (X). El husillo puede disponerse para rotar a una velocidad superior a 3000 rpm, tal como superior a 3600 rpm. El husillo puede ser un husillo hueco, de manera que la entrada y/o al menos una salida puedan extenderse a través del husillo.
El husillo puede tener además un diámetro de al menos 5 mm, tal como al menos 10 mm. Por ejemplo, el diámetro exterior del husillo puede estar entre 5-300 mm, tal como entre 10-200 mm.
Por supuesto, el separador centrífugo también puede comprender un elemento de accionamiento para hacer rotar la parte rotatoria y, por lo tanto, el husillo hueco y el rotor centrífugo montado en el husillo. Dicho elemento de accionamiento para hacer rotar el husillo hueco puede comprender un motor eléctrico que tiene un rotor y un estátor. El rotor puede proporcionarse en o fijarse al husillo. Como alternativa, el elemento de accionamiento puede proporcionarse al lado del husillo y hacer rotar la parte rotatoria mediante una transmisión adecuada, tal como una correa o una transmisión por engranajes.
La carcasa de rotor del rotor centrífugo encierra, o forma dentro de sí misma, un espacio de separación en el que tiene lugar la separación de la mezcla de fluidos. El espacio de separación puede comprender una pila de discos de separación dispuestos centralmente alrededor del eje de rotación. Dichos discos de separación forman piezas insertadas de ampliación de superficie en el espacio de separación. Los discos de separación pueden tener la forma de un cono truncado, es decir, la pila puede ser una pila de discos de separación troncocónicos. Los discos pueden ser también discos axiales dispuestos alrededor del eje de rotación.
Por lo tanto, las conexiones de fluido del separador pueden comprender conexiones de fluido de proceso que forman entradas y salidas del espacio de separación. El fluido de proceso es, por lo tanto, la mezcla de fluidos a separar o una fase separada, es decir, un fluido que entra en contacto con el espacio de separación del separador. La entrada puede extenderse a través del husillo hueco a lo largo del eje de rotación. La al menos una salida de líquido para el fluido que se ha separado puede comprender una primera salida y una segunda salida dispuesta en un radio mayor desde el eje de rotación en comparación con la primera salida de líquido. De este modo, pueden separarse y descargarse líquidos de diferentes densidades a través de las salidas de líquido primera y segunda, respectivamente. Las conexiones de fluido de proceso pueden comprender además salidas de sedimento para descargar una fase en la periferia del espacio de separación, es decir, para descargar partículas sólidas y líquidas mezcladas que forman una fase pesada. De este modo, el rotor centrífugo puede comprender puertos periféricos para descargar una fase de sedimento. Durante la operación, el sedimento se recoge en una parte periférica exterior del espacio de separación dentro o inmediatamente dentro de dichos puertos periféricos. Estos pueden disponerse para que se abran de manera intermitente, durante un corto período de tiempo del orden de milisegundos, para permitir la descarga de una fase de sedimento del espacio de separación al espacio circundante. Esto se logra moviendo axialmente la parte inferior de un cuenco deslizante hidráulicamente operable desde una posición en la que cubre los puertos periféricos a una posición en la que no cubre los puertos periféricos, y viceversa, tal y como se conoce en la técnica.
Las conexiones de fluido también pueden comprender conexiones de fluido de servicio. El fluido de servicio es un fluido usado durante la operación del separador pero que no entra en contacto con el espacio de separación. El fluido de servicio puede comprender un fluido de apertura y/o cierre para un sistema de descarga intermitente que comprende la parte inferior de un cuenco deslizante hidráulicamente operable como se ha descrito anteriormente. El fluido de servicio también puede comprender fluido refrigerante para, por ejemplo, cualquier rodamiento del separador.
Además, el separador centrífugo comprende el al menos un conjunto de sello. El conjunto de sello puede formar de este modo un sello hermético, es decir, un sello que se supone que da lugar a un sello estanco entre un elemento no rotatorio y la parte rotatoria.
El conjunto de sello está dispuesto en la entrada, en una salida de líquido o en ambas. Por lo tanto, el conjunto de sello puede disponerse axialmente por encima del rotor centrífugo, axialmente por debajo del rotor centrífugo, o ambos. El elemento de sellado rotatorio se une de este modo a la parte rotatoria mientras que la parte estacionaria puede unirse a una parte estacionaria, tal como el armazón. "Unirse al armazón" puede comprender conectarse al armazón, es decir, la parte estacionaria puede unirse a otras partes estacionarias que, a su vez, están unidas al armazón.
El separador centrífugo puede ser un separador completamente hermético. Como ejemplo, el canal de entrada en el husillo y el espacio de separación del rotor centrífugo pueden conectarse de manera que comuniquen presión. Además, las salidas de líquido y el espacio de separación del rotor centrífugo pueden conectarse de manera que comuniquen presión.
El conjunto de sello está dispuesto además de manera que la primera zona esté en comunicación de fluidos con una primera conexión de fluido, tal como una primera salida de líquido o la entrada. La segunda zona está en comunicación de fluidos con una conexión de fluido diferente, tal como una segunda salida de líquido, o, como alternativa, la segunda zona no está en comunicación de fluidos con ninguna conexión de fluido.
En las realizaciones del aspecto de la invención, las zonas primera y segunda del conjunto de sello están cada una en comunicación de fluidos con conexiones diferentes para suministrar o para descargar fluido de proceso, formando de este modo un sello entre las conexiones.
Como ejemplo, el conjunto de sello puede conectarse a las salidas de líquido de manera que la primera zona esté en comunicación de fluidos con una primera salida de líquido y la segunda zona esté conectada a una segunda salida de líquido.
Esto es ventajoso ya que permite que el separador centrífugo opere tanto en modo purificador, en el que se separan dos fases líquidas (y posiblemente una fase sólida) y la fase dominante es la fase líquida separada de baja densidad, como en modo concentrador, en el que se separan dos fases líquidas (y posiblemente una fase sólida) y la fase dominante es la fase líquida separada de alta densidad. De este modo, el conjunto de sello hace que el separador sea más flexible, ya que el sello de salida no tiene que cambiarse dependiendo de la aplicación. De este modo, ambas "zonas" del conjunto de sello son capaces de manejar una gran porción de la fase líquida separada. De este modo, la primera zona puede estar en comunicación de fluidos con una primera salida de líquido para descargar una fase líquida ligera, mientras que la segunda zona puede estar en comunicación de fluidos con una segunda salida de líquido para descargar una fase líquida pesada, es decir, una fase que tiene mayor densidad que la fase líquida ligera. En otras palabras, el conjunto de sello puede disponerse para formar una salida hermética, tal como una salida dispuesta axialmente por encima del rotor centrífugo.
Como ejemplo adicional, el conjunto de sello puede conectarse a la entrada de líquido de manera que la primera zona esté en comunicación de fluidos con la entrada de líquido y la segunda zona esté conectada a una salida de líquido.
De este modo, el conjunto de sello puede disponerse de manera que la primera zona esté en comunicación de fluidos con la entrada dispuesta dentro del husillo hueco, y el separador puede disponerse para descargar una fase líquida a través de un canal adicional dentro del husillo que está en comunicación de fluidos con la segunda zona del conjunto de sello. Por lo tanto, el canal adicional puede ser un canal anular dispuesto a una distancia radial adicional en comparación con el canal de entrada dentro del husillo.
En las realizaciones del aspecto de la invención, el separador centrífugo comprende además un segundo sello hermético que sella la segunda zona desde el exterior de la parte rotatoria.
El segundo sello hermético también puede ser un sello mecánico, es decir, puede sellar la segunda zona del entorno por medio de piezas mecánicas, y no usando, por ejemplo, sellos líquidos tales como un sello hidrohermético. Normalmente, un sello mecánico evita el transporte de oxígeno en mayor grado en comparación con un sello hidrohermético.
El segundo sello hermético puede comprender una parte estacionaria dispuesta para ajustarse a un elemento no rotatorio, tal como el armazón, y una parte rotatoria dispuesta en la parte rotatoria del centrífugo.
El separador centrífugo puede comprender un conjunto de sello de acuerdo con el aspecto en la salida y el segundo sello hermético también puede disponerse en la salida. El segundo sello hermético puede disponerse radialmente fuera del conjunto de sello del aspecto y, por ejemplo, axialmente por debajo del conjunto de sello del aspecto de la invención.
En las realizaciones del aspecto de la invención, la segunda zona está en comunicación de fluidos con el exterior del separador, formando de este modo un sello entre la primera zona y el exterior del separador.
De este modo, la primera zona puede conectarse a una salida de líquido y la segunda zona puede conectarse al exterior del separador. Esto puede resultar ventajoso si solo va a descargarse una única fase líquida del separador. Por lo tanto, el exterior puede estar fuera del rotor. Por lo tanto, el exterior del rotor puede estar radialmente fuera de la segunda zona, que está radialmente fuera de la primera zona. Sin embargo, la primera zona puede, como alternativa, conectarse a la entrada cuando la segunda zona está conectada al exterior del separador.
En las realizaciones del aspecto de la invención, el espacio de separación comprende una pila de discos de separación dispuestos debajo del disco superior y el elemento de sellado rotatorio del conjunto de sello está unido a la porción más alta del disco superior.
El disco de separación puede disponerse entre un distribuidor inferior y el disco superior. El disco superior puede tener un radio mayor y/o un espesor mayor que los discos de separación. El disco superior puede tener una porción radialmente interior que se extiende axialmente hacia arriba, y una porción cónica que se extiende sustancialmente en el mismo ángulo que los discos de separación. De este modo, el elemento de sellado rotatorio del conjunto de sello puede unirse a esta porción interior que se extiende axialmente. El elemento de sellado rotatorio puede, por lo tanto, conectarse al tubo de alimentación de salida del separador centrífugo.
El elemento de sellado rotatorio del conjunto de sello puede unirse a la porción más alta del disco superior por medio de roscas. Esto facilita el ensamblaje y desensamblaje del sello, por ejemplo, cuando se requiere acceso al espacio de separación, tal como durante el mantenimiento.
El elemento de sellado rotatorio del conjunto de sello puede ser una sola unidad. De este modo, el elemento de sellado rotatorio del conjunto de sello puede unirse a la porción más alta del disco superior como una sola unidad. En las realizaciones del aspecto de la invención, las conexiones de fluido del conjunto de sello se conectan a un recipiente o a un volumen fuera de los anillos de sellado de manera que cualquier fluido que se filtre a la cámara pueda detectarse en el recipiente.
Por lo tanto, esto es ventajoso porque las filtraciones en el sello se detectan fácilmente. El recipiente o volumen puede ser un volumen, por ejemplo, dentro de un tubo o un recipiente de conexión cerrado fuera del separador. En las realizaciones del aspecto de la invención, las zonas primera y segunda están libres de discos centrípetos. Un disco centrípeto hace referencia a un impulsor estacionario montado en la salida con el fin de ayudar a descargar una fase líquida separada. Puede convertir la energía rotatoria del líquido en presión.
Los inventores han descubierto que el conjunto de sello permite una baja caída de presión, lo que significa que los discos centrípetos pueden ser innecesarios para descargar las fases líquidas separadas.
Sin embargo, en las realizaciones, se dispone un disco centrípeto en la zona primera o segunda.
Breve descripción de los dibujos
Las figuras 1a-c muestran dibujos esquemáticos de realizaciones de un conjunto de sello.
La figura 2 muestra un dibujo esquemático de una realización de un separador centrífugo.
La figura 3 muestra una vista en primer plano de la salida del separador centrífugo de la figura 2.
La figura 4 muestra un dibujo esquemático de una realización en la que el conjunto de sello está dispuesto en la entrada de un separador centrífugo.
Descripción detallada
El conjunto de sello y el separador centrífugo de acuerdo con la presente divulgación se ilustrarán adicionalmente mediante la siguiente descripción de realizaciones con referencia a los dibujos adjuntos.
La figura 1a muestra un dibujo en sección esquemático de una realización de un conjunto de sello 1. El conjunto de sello 1 comprende un elemento de sellado rotatorio 4 y un elemento de sellado estacionario 6 que forma un sello entre una primera zona 2 y una segunda zona 3. El elemento de sellado rotatorio comprende un primer anillo de sellado, un anillo de desgaste, 5, que forma una interfaz de sellado 9 contra un segundo anillo de sellado, un anillo de sellado, 7. El segundo anillo de sellado 7 se acopla con el primer anillo de sellado 5 debido a la acción del resorte empujado 8, presionando de este modo el segundo anillo de sellado 7 axialmente contra el primer anillo de sellado 5. El elemento de sellado rotatorio 4 está dispuesto para ajustarse en un elemento rotatorio de, por ejemplo, un separador centrífugo. Esto puede lograrse mediante unas roscas 12 dispuestas en una parte axialmente inferior del elemento de sellado rotatorio 4. En cambio, el elemento de sellado estacionario 6 puede, por lo tanto, disponerse para unirse a un elemento estacionario de, por ejemplo, un separador centrífugo, de manera que el conjunto de sello 1 forme un sello entre el elemento rotatorio y el elemento estacionario de un separador centrífugo. El elemento de sellado rotatorio 4 está dispuesto, por lo tanto, para rotar durante la operación, mientras que el elemento de sellado estacionario 6 está dispuesto para permanecer quieto durante la operación.
El elemento de sellado rotatorio 4 y el primer anillo de sellado 5 están dispuestos alrededor de un eje de rotación (X), lo que significa que el elemento de sellado rotatorio está dispuesto para rotar alrededor de (X). También el elemento de sellado estacionario 6, así como el segundo anillo de sellado 7, está dispuesto alrededor del eje de rotación (X). La interfaz de sellado 9 entre los anillos de sellado se forma de este modo en un plano radial (p) que se extiende sustancialmente perpendicular al eje de rotación (X). El conjunto de sello 1 forma además un sello entre una primera zona 2 y una segunda zona 3. La primera zona está dispuesta de manera que se extienda axialmente a través de los anillos de sellado 5 y 7, es decir, en una posición radialmente interior, mientras que la segunda zona 3 está dispuesta radialmente fuera de los anillos de sellado 5 y 7. Sin embargo, la segunda zona 3 no tiene que extenderse circunferencialmente alrededor de toda la periferia de los anillos de sellado 5 y 7, sino que puede extenderse alrededor de una porción de la circunferencia de los anillos de sellado 5 y 7.
Además, los anillos de sellado 5 y 7 están dispuestos de manera que se forme un sello de doble contacto al acoplarse los anillos de sellado. El sello de doble contacto está formado por una porción radialmente interior 10a de la interfaz de sellado 9 y una porción radialmente exterior 10b de la interfaz de sellado 9. Entre las porciones radialmente interior y exterior 10a y 10b se dispone una cámara 11. En la realización de la figura 1a, la cámara 11 está formada por un rebaje anular en el segundo anillo de sellado 7. Sin embargo, el rebaje no tiene que extenderse alrededor de toda la circunferencia de un anillo de sellado, sino que también puede extenderse alrededor de una porción de la circunferencia del anillo de sellado. Además, hay una conexión de fluido 15 a la cámara formada 11 que se extiende a través del segundo anillo de sellado 7. Por lo tanto, la conexión de fluido 15 puede comprender canales dentro del anillo de sellado hacia la cámara. La conexión de fluido puede tener más de un canal hacia la cámara 11. Durante la operación, la conexión de fluido puede usarse para suministrar un fluido a una presión que es más alta que la presión del fluido dentro, por ejemplo, de la primera zona 2, disminuyendo de este modo el riesgo de que el fluido en la primera zona 2 se filtre radialmente hacia fuera a la segunda zona 3. De este modo, la conexión de fluido 15 puede comprender entonces un canal para suministrar fluido a la cámara 11 y un canal adicional para extraer fluido de la cámara 11.
La cámara 11 también puede actuar como cámara de filtraciones, lo que significa que si un fluido en, por ejemplo, la primera zona 2 se filtra a través del sello radialmente hacia fuera, esta filtración puede recogerse dentro de la cámara 11 y detectarse usando la conexión de fluido 15. La conexión de fluido 15 puede comprender entonces canales, de manera que cualquier filtración dentro de la cámara 11 pueda extraerse de la cámara 11 y detectarse. El conjunto de sello 1 de la figura 1b es similar al conjunto de sello de la realización de la figura 1a, pero la conexión de fluido 15 se extiende en una cámara 14 que rodea los resortes 8. De este modo, cualquier fluido suministrado o extraído de la cámara 11 se suministra o se extrae de manera que entre en contacto con los resortes 8. Además, el conjunto de sello en la realización de la figura 1b comprende unas alas 13 en el elemento de sellado rotatorio 4. Por lo tanto, estas alas 13 rotan durante la rotación del elemento de sellado rotatorio 4 y pueden ayudar a acelerar un fluido que está presente en la segunda zona 3.
El conjunto de sello 1 mostrado en la figura 1c también es similar al conjunto de sello descrito en relación con la realización de la figura 1a, pero con la diferencia de que la cámara 11 está formada por un rebaje solo en el primer anillo de sellado 5 del elemento de sellado rotatorio 4.
El conjunto de sello 1 mostrado en la figura 1d también es similar al conjunto de sello descrito en relación con la realización de la figura 1a, pero en esta realización, la cámara 11 está formada por rebajes tanto en el primer anillo de sellado 5 como en el segundo anillo de sellado 7. Por lo tanto, los rebajes pueden alinearse axial y radialmente al acoplarse los anillos de sellado.
La figura 2 muestra un separador centrífugo 16, que tiene un armazón 17 con una parte de armazón superior 18 y una parte de armazón inferior 18. Una parte rotatoria que comprende un rotor centrífugo 20 y un husillo hueco 21 está dispuesta para rotar en el armazón alrededor de un eje de rotación (x). El husillo 21 se soporta en la parte de armazón inferior por medio de unos rodamientos superior 22 e inferior 23. El rodamiento superior se conecta elásticamente al armazón por medio de un dispositivo de resorte 24. Un motor eléctrico 25 que comprende un estátor de motor 26 conectado a la parte de armazón inferior y un rotor de motor 27 conectado al husillo está configurado para accionar el husillo y, por lo tanto, el rotor de separador. El rotor centrífugo 20 comprende una carcasa de rotor 28 que forma dentro de sí misma un espacio de separación 29. En el espacio de separación, un conjunto de discos de separación troncocónicos 30 está dispuesto central y coaxialmente a lo largo del eje de rotación. Los discos de separación se extienden desde una porción radialmente exterior del espacio de separación, el espacio de sedimento 31, a una porción radialmente interior 32 del espacio de separación.
Los discos de separación 30 están dispuestos entre un distribuidor 33 y un disco superior 34. El disco superior 34 ayuda a guiar el líquido separado fuera del separador y puede tener un mayor radio y espesor en comparación con los discos de separación 30. Por razones de claridad, en la figura 2 se muestran solo unos pocos discos de separación 30. Por lo tanto, debe entenderse que la pila puede comprender más de 50 discos de separación, tal como más de 100 discos de separación, tal como más de 150 discos de separación.
Los discos de separación pueden comprender agujeros pasantes que forman canales (no mostrados) para el flujo axial de líquido cuando los discos de separación se ajustan en el separador centrífugo.
El separador 16 está provisto además de una entrada hermética que comprende un canal de entrada 35 formado como un conducto central en el husillo hueco 21. El husillo adopta de este modo la forma de un elemento tubular hueco.
La entrada comprende además unos canales 36 formados en el rotor y que se extienden desde el canal de entrada hasta el espacio de separación. La entrada se sella herméticamente del entorno del separador por medio de un sello 37 en la interfaz entre la parte rotatoria del canal de entrada y una parte estacionaria 38 en forma de tubería estacionaria. La introducción del material líquido desde la parte inferior proporciona una suave aceleración del material líquido que se procesará en el separador.
En la parte superior del separador mostrado en la figura 1, se dispone una primera salida de líquido 39 que se extiende desde y se comunica con la porción radialmente interior 32 del espacio de separación y que la conecta a un canal de salida estacionario 40. Además, el separador tiene una segunda salida de líquido 41 que se comunica con la porción radialmente exterior del espacio de separación y la conecta a un canal de salida estacionario 42. De este modo, la primera salida de líquido 39 es para descargar una fase líquida ligera mientras que la segunda salida de líquido 41 es para descargar una fase líquida pesada, es decir, una fase que tiene mayor densidad que la fase líquida ligera.
Las salidas de líquido primera y segunda se sellan herméticamente usando un conjunto de sello 1 de acuerdo con la presente invención, y se muestran además en detalle en la figura 3.
El canal de entrada y las dos salidas de líquido forman de este modo conexiones de fluido de proceso con el espacio de separación del separador.
El rotor 20 está provisto en su periferia exterior de un conjunto de salidas de sedimento 43 en forma de una pluralidad de puertos que se extienden desde el espacio de sedimento 31 hasta un espacio fuera del rotor. La apertura de las salidas de sedimento se controla por medio de un dispositivo deslizante operativo 44 dispuesto para desplazarse axialmente en el rotor entre una primera posición donde la segunda salida está cerrada y una segunda posición donde la segunda salida está abierta. El desplazamiento del dispositivo deslizante operativo se realiza por medio del control de la cantidad de agua operativa en las cámaras colocadas debajo del dispositivo deslizante operativo, tal y como se conoce en la técnica.
Durante la operación del separador centrífugo 16, el motor 25 proporciona un impulso de accionamiento al husillo 21 para hacer rotar el rotor 20. Un producto fluido, que es una mezcla líquida de componentes, se suministra al separador a través de la tubería estacionaria 38 y el canal de entrada 35 a través del husillo 21 y más allá en el espacio de separación 29 a través de los canales 36.
En el tipo de entrada hermética del separador 16, la aceleración de la mezcla de líquidos se inicia en un pequeño radio y aumenta gradualmente mientras el líquido entra en el espacio de separación 29 a través de los canales 36. Sin embargo, puede introducirse líquido cuando el rotor ya está funcionando a su velocidad operativa. De este modo, puede introducirse continuamente material líquido en el rotor 20.
En el espacio de separación 29 el producto fluido se somete a fuerzas centrífugas, y una primera fase líquida del producto que tiene una densidad más baja y una segunda fase líquida del producto que tiene una densidad más alta y una fase de sedimento, que comprende partículas sólidas densas, se separan del producto fluido. La separación se ve facilitada por los discos de separación troncocónicos 30 que, por lo tanto, funcionan como piezas insertadas de ampliación de área. La primera fase líquida del producto se transporta radialmente hacia dentro entre los discos de separación y hacia la primera salida de líquido 39, mientras que la segunda fase se transporta radialmente hacia fuera y entre los discos de separación se fuerza o se guía sobre el disco superior 34 hasta la segunda salida de líquido 41. Todos los sólidos presentes en la mezcla de fluidos que se separa se recogen en el espacio de sedimento 16. Mientras continúa el proceso de separación, aumenta la cantidad de sedimento en el espacio de sedimento, por lo que la interfaz 45 entre el sedimento acumulado en el espacio de sedimento y el producto fluido en el espacio de separación 29 se desplaza radialmente hacia dentro. Para descargar esta fase de sedimento, las salidas de sedimento 43 pueden abrirse intermitentemente debido al movimiento axial del dispositivo de deslizamiento operativo 44, tal y como se conoce en la técnica. Sin embargo, la descarga de sedimento también puede tener lugar continuamente, en cuyo caso las salidas de sedimento 43 adoptan la forma de boquillas abiertas y un cierto flujo de sedimento y/o fase pesada se descarga continuamente por medio de fuerza centrífuga.
En ciertas aplicaciones, el separador 1 solo contiene una única salida de líquido, tal como solo la salida de líquido 39 y las salidas de sedimento 43, o solo dos salidas de líquido 39 y 41 sin ninguna salida de sedimento 43. Esto depende de la aplicación, es decir, el material líquido que va a procesarse.
En la realización de la figura 2, la mezcla a separar se introduce a través del canal de entrada 35 del husillo 21. Sin embargo, el husillo hueco 21 también puede usarse para extraer, por ejemplo, la fase líquida ligera y/o la fase líquida pesada. En las realizaciones, el husillo hueco 6 comprende al menos un conducto adicional. De esta forma, la mezcla de líquidos a separar puede introducirse en el rotor 20 a través del canal de entrada 35 y, simultáneamente, la fase líquida ligera y/o la fase líquida pesada pueden extraerse a través de dicho conducto adicional.
La figura 3 muestra una vista en primer plano de las salidas en la porción más alta del separador centrífugo 16 en la figura 2 y cómo el conjunto de sello 1 está dispuesto en las salidas. Tal y como se ve en la figura 3, el elemento de sellado rotatorio 4 se une a la porción más alta axialmente 34a del disco superior 34, por ejemplo, por medio de unas roscas 15, como se ve en las figuras 1a-d. Esto hace que el conjunto de sello sea fácil de ensamblar y desensamblar del separador. El elemento de sellado estacionario 6 se une a través de un elemento estacionario adicional 47 y unos tornillos 46 a la porción superior 18 del armazón. Como se ha expuesto en relación con la figura 1, el anillo de sellado 5 del elemento de sellado rotatorio 4 y el anillo de sellado 7 del elemento de sellado estacionario 6 forman una interfaz de sellado que es perpendicular al eje de rotación (X), con la cámara 11 dispuesta en la interfaz y accesible a través de la conexión de fluido 15. Además, la primera zona 2 está de este modo en comunicación de fluidos con la primera salida de líquido 39, lo que significa que la fase líquida separada de menor densidad se descarga a través de los anillos de sellado. Además, la segunda zona 3 está en comunicación de fluidos con la segunda salida de líquido 41, lo que significa que la fase líquida separada de mayor densidad se descarga radialmente fuera de los anillos de sellado y a través de la tubería estacionaria 42. El conjunto de sello 1 forma de este modo un sello entre las fases líquidas separadas, así como una conexión entre el rotor rotatorio y las tuberías de salida estacionarias. Unas juntas tóricas 48, dispuestas alrededor del anillo de sellado estacionario 7, facilitan aún más el mantenimiento del sello entre las fases líquidas separadas. También hay un segundo sello hermético 49 dispuesto en la segunda salida de líquido 41 para proporcionar un sello entre la segunda salida de líquido 41 y el exterior del rotor. Este segundo sello hermético 49 está dispuesto axialmente debajo del conjunto de sello 1 y comprende un anillo de sellado rotatorio 50 que está conectado al rotor, y un anillo de sellado estacionario 51 conectado a la porción superior 18 del armazón.
Tal y como se ve en la figura 3, no hay discos centrípetos para acelerar las fases líquidas descargadas en ninguna de las salidas 39 o 40. Por lo tanto, el conjunto de sello proporciona una baja caída de presión, de manera que dichos discos centrípetos pueden ser redundantes. Sin embargo, también debe entenderse que el separador centrífugo puede comprender un disco centrípeto para acelerar el flujo del líquido separado en uno o ambos canales de salida.
El conjunto de sello 1 también puede disponerse en una entrada a un separador centrífugo. La figura 4 muestra una realización de un sello hermético 37 dispuesto en la parte inferior de un separador centrífugo. El separador es casi idéntico al separador expuesto en relación con las figuras 2 y 3, con la excepción de que una fase líquida separada se descarga en el mismo extremo a medida que el líquido a separar se suministra al rotor, en este caso en la parte inferior del separador. La figura 4 es, por lo tanto, una vista en primer plano del cierre hermético 37 dispuesto en la entrada y dicha salida. Tal y como se ve en la figura 4, el conjunto de sello 1 está dispuesto de manera que el elemento de sellado rotatorio 4 y el anillo de sellado rotatorio 5 estén conectados al husillo rotatorio, a través del que se extiende el canal de entrada 35. En este caso, el canal de entrada 35 forma un conducto radialmente interior y está rodeado por un conducto exterior anular 52 dentro del husillo 21, a través del que se descarga una fase líquida separada. La fase líquida separada descargada a través del conducto 52 puede ser o bien la fase líquida ligera o la fase líquida pesada, como se describe, por ejemplo, en el documento WO 2013/034495. El elemento de sellado rotatorio 4 está conectado a las paredes 53 dentro del husillo 21, es decir, las paredes entre el canal de entrada 35 y el conducto exterior anular 52, mientras que el elemento de sellado estacionario 6 y, por lo tanto, el anillo de sellado estacionario 7, están conectados a la tubería de entrada estacionaria 38 que suministra el fluido a separar. De este modo, la primera zona 2 está en comunicación de fluidos con el canal de entrada 35 y la segunda zona 3 está en comunicación de fluidos con el canal de salida 52. Otras porciones del conjunto de sello 1 funcionan como se ha expuesto en relación con las figuras y realizaciones anteriores. Tal y como se ve en la figura 4, también hay un segundo sello hermético 49 que sella el canal de salida 52 hacia el entorno. Este segundo sello hermético 49 comprende un anillo de sellado rotatorio 50 conectado al husillo 21 y un anillo de sellado estacionario 51. Sin embargo, como alternativa a la configuración de la entrada mostrada en la figura 4, el canal exterior anular 52 podría utilizarse como un canal de entrada para suministrar la mezcla de fluidos a separar mientras que el conducto radialmente interior 35 podría usarse como un canal de salida, como también se ha expuesto en el documento WO 2013/034495.
La invención no se limita a las realizaciones desveladas, sino que puede variarse y modificarse dentro del alcance de las reivindicaciones que se presentan a continuación. La invención no se limita a la orientación del eje de rotación (X) desvelada en las figuras. La expresión "separador centrífugo" también comprende separadores centrífugos con un eje de rotación orientado sustancialmente en horizontal.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un separador centrífugo (16) para la separación de al menos dos componentes de una mezcla de fluidos, que son de diferentes densidades, separador centrífugo que comprende un armazón estacionario (17),
una parte rotatoria, que comprende un husillo (21) y un rotor centrífugo (20), estando la parte rotatoria soportada por el armazón (17), para rotar alrededor de un eje de rotación (X), en donde el rotor centrífugo (20) está montado en un primer extremo del husillo (21), para rotar junto con el husillo (21), y comprende una carcasa de rotor (28), que encierra un espacio de separación (29),
unas conexiones de fluido para suministrar o para descargar fluido de proceso o fluido de servicio hacia o desde dicho separador, comprendiendo las conexiones de fluido una entrada (35), para suministrar la mezcla de fluidos a separar a dicho espacio de separación (29), y al menos una salida de líquido (39, 41), para descargar una fase líquida separada desde dicho espacio de separación (29);
comprendiendo el separador centrífugo (16) un conjunto de sello (1), dispuesto concéntricamente con el eje de rotación en la entrada y/o en la al menos una salida de líquido, para proporcionar un sello entre una primera zona (2) y una segunda zona (3), que comprende:
- un elemento de sellado rotatorio (4), unido a la parte rotatoria del separador centrífugo, que comprende un primer anillo de sellado (5), y dispuesto para ajustarse en un elemento rotatorio, que rota alrededor de un eje de rotación (X),
- un elemento de sellado estacionario (6), unido al armazón estacionario (17), que comprende un segundo anillo de sellado (7); en donde dicho segundo anillo de sellado (7) está alineado axialmente con dicho primer anillo de sellado (5) alrededor del eje de rotación (X);
en donde dicho elemento de sellado rotatorio (4) y dicho elemento de sellado estacionario (6) forman de este modo una conexión entre dicha parte rotatoria y dicho armazón estacionario (17),
- medios (8) para hacer que los anillos de sellado primero (5) y segundo (7) se acoplen entre sí, formando de este modo al menos una interfaz de sellado (9) entre dichos anillos de sellado primero (5) y segundo (7); en donde dicha al menos una interfaz de sellado formada (9) se extiende sustancialmente en paralelo con un plano radial (p) con respecto al eje de rotación (X); y además
- en donde dicha primera zona (2) se localiza radialmente dentro y se extiende axialmente a través de dichos anillos de sellado, y dicha segunda zona (3) está dispuesta radialmente fuera de dichos anillos de sellado;
- en donde la primera zona (2) del conjunto de sello (1) está en comunicación de fluidos con una conexión de fluido de dicho separador (16), y dicha segunda zona (3) está en comunicación de fluidos o bien con una conexión de fluido diferente de dicho separador (16) o con un volumen que no está en comunicación de fluidos con ningún fluido de proceso o de servicio del separador, formando de este modo un sello entre dichas zonas primera (2) y segunda (3);
- en donde dichos anillos de sellado primero y segundo están dispuestos de manera que se forma un sello de doble contacto, que tiene al menos una cámara (11), dispuesta en dicho plano radial (p) al acoplarse los anillos de sellado primero y segundo, y en donde el conjunto de sello (1) comprende además al menos una conexión de fluido (15) a dicha cámara; y dicha al menos una conexión de fluido (15) se forma dentro de dicho segundo anillo de sellado (7);
- en donde dicha al menos una conexión de fluido comprende un canal para suministrar fluido a la cámara 11 y un canal adicional para extraer fluido de la cámara 11.
2. Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que al menos uno de dichos anillos de sellado primero y segundo tiene al menos un rebaje, de manera que dicho sello de doble contacto, que tiene al menos una cámara (11), dispuesta en dicho plano radial (p), se forma al acoplarse los anillos de sellado primero y segundo.
3. Un separador centrífugo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicho al menos un rebaje es concéntrico con dichos anillos de sellado.
4. Un separador centrífugo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que al menos un rebaje está dispuesto en el segundo anillo de sellado (7).
5. Un separador centrífugo de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, en el que el elemento de sellado rotatorio (4) comprende unas paletas (13), dispuestas en dicha segunda zona (3), para provocar la aceleración de un fluido presente en la segunda zona (3) al rotar el elemento de sellado rotatorio (4).
6. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las zonas primera (2) y segunda (3) del conjunto de sello (1) están cada una en comunicación de fluidos con diferentes conexiones para suministrar o para descargar fluido de proceso, formando de este modo un sello entre dichas conexiones.
7. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el conjunto de sello (1) está conectado a las salidas de líquido, de manera que dicha primera zona (2) está en comunicación de fluidos con una primera salida de líquido (39) y dicha segunda zona (3) está conectada a una segunda salida de líquido (41).
8. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el conjunto de sello (1) está conectado a la entrada de líquido (35), de manera que dicha primera zona (2) está en comunicación de fluidos con la entrada de líquido (35) y dicha segunda zona (3) está conectada a una salida de líquido.
9. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8, que comprende además un segundo sello hermético (49), que sella la segunda zona (3), del exterior de la parte rotatoria.
10. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda zona (3) está en comunicación de fluidos con el exterior del separador (16), formando de este modo un sello entre la primera zona (2) y el exterior del separador.
11. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 6-9, en el que el espacio de separación (29) comprende una pila de discos de separación (30), dispuestos debajo de un disco superior (34), y en donde el elemento de sellado rotatorio (4) del conjunto de sello (1) está unido a la porción más alta del disco superior (34).
12. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 6-11, en el que las conexiones de fluido del conjunto de sello (1) están conectadas a un recipiente o a un volumen fuera de dichos anillos de sellado, de manera que cualquier fluido que se filtre en la cámara (11) pueda detectarse en dicho recipiente.
13. Un separador centrífugo (16) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 6-12, en el que dichas zonas primera (2) y segunda (3) están libres de discos centrípetos.
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