JP2002537997A - 遠心分離機の望ましくない動作状態を示す方法および装置 - Google Patents
遠心分離機の望ましくない動作状態を示す方法および装置Info
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Abstract
Description
む分離すべき液体混合物を分離チャンバに供給する供給導管と、一方の出口が2
つの成分のうちの一方を含む分離された液相を排出するように配置された、分離
された成分を分離チャンバからそれぞれ排出する少なくとも2つの出口と、内部
が一方の出口と連通している出口導管とを有する遠心分離機の望ましくない動作
状態を示す方法および装置に関する。
性があり、発見するのが困難であることが多く、そのため、遠心分離機が正常に
機能しない状態で長期間にわたって動作する結果を招く可能性がある。望ましく
ない動作状態の原因の1つは、完全に閉じるべき弁からの漏れである。たとえば
、遠心分離機は、軸方向に移動可能なスライド弁の補助を得て、蓄積された分離
済みのスラッジを液体と共に分離チャンバから断続的に排出するスラッジ排出手
段を備えることもある。スライド弁は、分離チャンバ内に意図した半径方向液位
を形成するように、分離された液相間に境界層を形成るために、排出動作の間に
液密状態を維持しなければならない。遠心分離機の機能に関して、形成された境
界層が上記の半径方向液位に位置することが重要である。液体がスライド弁を経
て分離チャンバから流出すると、この境界層は意図した半径方向液位の外側に位
置する半径方向液位に形成され、変化した望ましくない分離結果が生じることに
なる。遠心ロータは固定保護カバーに囲まれているので、このような漏れを目視
で発見することは不可能である。
心分離機での漏れを知らせる装置を提案している。この公知の装置は、漏れてい
るかもしれない液体の流れが衝突するように保護カバー上に配置された振動検出
圧電結晶を有している。回転している遠心ロータから飛ばされた液滴がこの圧電
結晶に衝突すると、圧電結晶は、警報装置を作動させる電気信号を発する。しか
しながら、この公知の装置は、おそらく、信頼性がないものであることが判明し
たために実用化されていない。
、遠心分離機は、分離チャンバから3つの成分を排出する3つの出口、すなわち
、油などの軽い成分用の軽相出口、水などの重い成分用の重相出口、およびスラ
ッジ成分用の出口を備えていることがある。分離された油の量に対する分離され
た水の量の比が小さい場合、重相出口は、蓄積された重相(水)をまとめて排出
する、断続的に開く弁を通常備えている。スラッジを排出する断続的に開くスラ
イド弁を含む遠心分離機に関連して上記で説明したのと同じ理由で、重相弁は、
遠心分離機が望ましくない状態で動作するのを防止するか、あるいは貴重な生成
物の目減りを防止するために、開動作の間に液密状態である必要がある。
場合には、遠心分離機は、遠心ロータの周り、つまりその半径方向最外部に分散
配置された複数のノズルによって、分離済みのスラッジを分離チャンバから連続
的に排出する排出手段を通常有している。この場合、遠心分離機の望ましくない
動作状態は、ノズルを通るスラッジの流れがノズルの磨耗のために増大するか、
あるいは1つまたは2以上のノズルが詰まったためにスラッジの流れが低減した
場合に発生する。ノズルの磨耗および詰まりによって、分離結果が損なわれる。
らせる、信頼できる簡単な方法を提供することである。
導管内を支配し、かつ液相の正常な流れが出口導管内を支配しているときに、出
口導管内の正常な動作圧力を検出することと、所定の期間の間、供給導管を通る
液体混合物の流れを液体混合物の正常な流れから少なくとも実質的に低減させる
ことと、所定の期間と同じ期間の間、出口導管を通る液相の流れを液相の正常な
流れから少なくとも実質的に低減させることと、所定の期間の間、正常な動作圧
力からの、出口導管内の圧力変化の経過を検出することと、検出された圧力変化
の経過が圧力変化の予期される正常な経過からずれたときに、検出された圧力変
化の経過に応答してエラー信号を発生することとを有することを特徴とする方法
によって達成される。
予期される正常な圧力変化の経過は、経験的な試験によって容易に定めることが
できる。あるいは、圧力変化の経過は、理論的な計算によって定めることができ
る。
て定めることができる。たとえば、出口導管を通る液相の流れ、および/または
、供給導管を通る液体混合物の流れ、またはこの両方の流れを、この所定の期間
の間遮断してもよい。
るスラッジ排出手段で遠心分離機の第2の出口を形成してもよい。さらに、遠心
ロータは、上記の一方の成分用の出口チャンバを形成し、上記の一方の出口を形
成する削ぎディスクが出口チャンバ内に配置されている。この場合、エラー信号
は、上記の所定の期間中に、出口導管内の圧力が所定の低い圧力まで低下した場
合に適切に発生する。この所定の低い圧力は、スラッジ排出手段が期待通りに機
能し、排出の間に漏れを起こさない場合、出口導管内の圧力が該所定の期間中に
この低い圧力まで低下するだけの時間がないように選択される。
ッジ排出後、予期される正常な動作状態に戻った直後に開始するのが適切である
。
排出手段で形成してもよい。この場合、エラー信号は、出口導管内の圧力が所定
の期間中に、予期される正常な圧力低下率とは異なる率で低下した場合に発生さ
せるのが適切である。出口導管内の圧力が所定の期間中に周囲の圧力まで急速に
低下するのを防止するために、供給導管を通る流れを完全には遮断するのではな
く、公知の流量、好ましくは、ノズルが正しく動作する正常な動作状態の間、ノ
ズルを通る総流量に等しい流量まで低減させるべきである。
を知らせる、簡素で信頼できる装置を提供することである。
可能な入口弁と、出口導管内に配置されており、開状態と閉状態との間で調節可
能な出口弁であって、入口弁および出口弁が、遠心分離機の正常な動作中に供給
導管および出口導管を正常な流れが通過できるようにする少なくとも部分的に開
いた正常な弁位置に調節できる出口弁と、出口弁の上流側の出口導管内の圧力を
検出する圧力センサと、エラー信号を発生する信号手段と、入口弁および出口弁
が、所定の期間中に供給導管および出口導管内の流れをそれらの中の正常な流れ
から少なくとも実質的に低減させる弁位置に調節されたときに、圧力センサが、
予期される正常な圧力変化の経過とは異なる出口導管内の圧力変化の経過を遠心
分離機の動作の所定の期間中に検出したことに応答して、信号手段を作動させて
エラー信号を発生させる制御ユニットとを有することを特徴とする装置によって
達成される。たとえば、出口弁は閉じていてもよく、あるいは入口弁と出口弁は
共に閉じていてもよい。
の出口は、スラッジを断続的に排出するスラッジ排出手段で形成してもよい。遠
心ロータは、この一方の成分用の出口チャンバをさらに形成し、上記の一方の出
口を形成する削ぎディスクが出口チャンバ内に配置されている。この場合、制御
ユニットは、圧力センサが、出口導管内の圧力が出口導管内の正常な動作圧力よ
りも低い所定の圧力よりも低くなったことを所定の期間中に検出したことに応答
して、信号手段を作動させてエラー信号を発生させることが好ましい。
排出手段で形成してもよい。この場合、制御ユニットは、圧力センサが、出口導
管内の圧力が予期される正常な圧力低下率とは異なる率で低下したことを所定の
期間中に検出したことに応答して、信号手段を作動させてエラー信号を発生させ
ることが好ましい。
サが予期される正常な圧力変化の経過とは許容できないほど大きく異なる出口導
管内の圧力変化の経過を所定の期間中に検出したことに応答して、信号手段を作
動させてエラー信号を発生させるとともに、入口弁を閉弁位置に固定するのが有
利である。「許容できないほど大きく異なる出口導管内の圧力変化の経過」とい
う表現は、満足できる分離結果を生じないか、あるいは生成物を目減りさせる、
遠心分離機の動作状態を示す圧力変化の経過を意味することを意図している。こ
の場合、遠心分離機は点検または修理するために動作を停止するべきである。
ちろん、異なる方法で、たとえば供給ポンプを制御することによって流れを調節
してもよい。
遠心分離機の縦断面図を示す添付の図面を参照して、本発明をより詳しく説明す
る。
と、水を含む重い第2の成分と、スラッジを含む重い第3の成分とに分離するよ
うになっている遠心分離機4の望ましくない動作状態を示す、本発明による装置
2を示している。この遠心分離機は、分離チャンバ8を形成する遠心ロータ6と
、分離される油を分離チャンバ8に供給する供給導管10と、分離された油を排
出する出口導管12と、分離された水を排出する出口導管14とを有している。
固定された油削ぎディスク(oil paring disc)16が、出口導管12の内部と連
通しており、遠心ロータ6に取り付けられたU字形壁部9で形成されている環状
の油出口チャンバ20内に半径方向に延びている出口18を形成している。穴2
1が油削ぎディスク20の底部から壁部19を通って延びている。固定された水
削ぎディスク(water paring disc)22が、出口導管14の内部と連通しており
、遠心ロータ6で形成されている環状の水出口チャンバ25内に半径方向に延び
ている出口24を形成している。軸方向に移動可能なスライド弁24が、遠心ロ
ータ6の半径方向最外部にある多数のスラッジ出口26への通路を断続的に開く
ようになっている。
管12内の出口弁30と、出口弁30の上流側の出口導管12内の圧力を検出す
る圧力センサ32と、出口導管14内の出口弁33と、供給導管10内の入口弁
34とを有している。圧力センサ32は、信号線36によって制御ユニットに接
続されている。入口弁34、出口弁30、および出口弁33は、それぞれ、制御
線38,40,および41によって制御ユニット28に接続されている。警報信
号を発生させる信号手段39が信号線42によって制御手段28に接続されてい
る。
体混合物は、開いた正常な弁位置、たとえば完全に開いた弁位置に制御ユニット
28によって調節された入口弁34を通り、供給導管10を経て、それから分離
チャンバ8内に供給される。分離チャンバ8では、液体混合物中の油が半径方向
内側に分離され、油出口チャンバ20に流れ、その油はそこからさらに油削ぎデ
ィスク16の出口18を通り、開いた正常な弁位置、たとえば完全に開いた弁位
置に制御ユニットによって調節された出口弁30を通り、出口導管12を経て流
れる。出口チャンバ20からの穴21は、かなり大きな流量容量を有していても
よい。
ンバ25に流れ、その水はそこからさらに水削ぎディスク22の出口24を通り
、同様に開いた正常な弁位置、たとえば完全に開いた弁位置に調節された出口弁
33を通り、出口導管14を経て流れる。液体混合物の含水量が少ない場合、水
削ぎチャンバ25に蓄積された水を、出口弁33を断続的に開くことによってま
とめて排出することができる。
チャンバ8の半径方向最外部に蓄積する。スライド弁24は、断続的に瞬間的に
、通常は1時間または2時間以上の間隔で開けられ、それによって、分離チャン
バ8内の蓄積されたスラッジと残りの液体がスラッジ出口26を通って排出され
る。
12内の正常な動作圧力を検出する。本発明による表示装置2は、スラッジ排出
後に遠心分離機4が予期される正常な動作状態に戻った直後に、遠心分離機4の
動作状態を以下のように調べる。制御ユニット28は、1秒または数秒である所
定の期間の間に、入口弁34および出口弁30と、必要ならば出口弁33も、ほ
ぼ同時に閉じる。これによって、出口導管12内の圧力が、動作圧力をいくらか
超える圧力に一時的に上昇する。たとえば、スライド弁24が液密ではない場合
、分離チャンバ8の自由液面44が半径方向外側に移動し、油出口チャンバ20
内の油が穴21を通って排出され、この結果、圧力センサ32が圧力低下を検出
する。この圧力低下は、スライド弁24を通る漏れが多いほど速く起こる。
の低い圧力まで低下する時間がある場合、制御ユニット28は信号手段39を作
動させて警報信号を発生させる。しかし、遠心分離機4は、さらにある程度の時
間動作し続け、その結果、満足のいく結果を得ることができる。油出口導管12
内の圧力が、所定の期間の間に、許容できないほど多量の漏れを示すさらに低い
圧力まで低下する時間がある場合、制御ユニット28は、信号手段39を作動さ
せて警報信号を発生させ、所定の期間が経過した後でも入口弁34を閉じたまま
にしておく。この場合、遠心分離機4は、点検または修理を行うために動作が停
止される。
あるいは複数の時点で圧力変化の経過を検出し、検出された圧力変化の経過を正
常な動作状態時の圧力変化の経過と比較することは、本発明の範囲内で十分に可
能である。
機の縦断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 分離チャンバ(8)を形成する遠心ロータ(6)と、少なく
とも2つの成分を含む分離すべき液体混合物を前記分離チャンバに供給する供給
導管(10)と、一方の出口(18)が前記2つの成分のうちの一方を含む分離
された液相を排出する、分離された成分を前記分離チャンバからそれぞれ排出す
る少なくとも2つの出口(18,26)と、内部が前記一方の出口(18)と連
通している出口導管(12)とを含む、遠心分離機(4)の望ましくない動作状
態を示す方法において、 −前記遠心分離機を作動させることと、 −前記液体混合物の正常な流れが前記供給導管(10)内を支配し、かつ前記液
相の正常な流れが前記出口導管(12)内を支配しているときに、前記出口導管
(12)内の正常な動作圧力を検出することと、 −所定の期間の間、前記供給導管を通る前記液体混合物の流れを前記液体混合物
の前記正常な流れから少なくとも実質的に低減させることと、 −前記所定の期間と同じ期間の間、前記出口導管を通る前記液相の流れを前記液
相の前記正常な流れから少なくとも実質的に低減させることと、 −前記所定の期間の間、前記正常な動作圧力からの、前記出口導管内の圧力変化
の経過を検出することと、 −前記検出された圧力変化の経過が圧力変化の予期される正常な経過からずれた
ときに、前記検出された圧力変化の経過に応答してエラー信号を発生することと
を有することを特徴とする、遠心分離機の望ましくない動作状態を示す方法。 - 【請求項2】 前記出口導管(12)を通る前記液相の流れが、前記所定の
期間の間遮断されることを特徴とする、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記供給導管(10)を通る前記液体混合物の流れが、前記
所定の期間の間遮断されることを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記分離された成分の残りがスラッジを構成し、前記遠心分
離機(4)の第2の出口(26)は前記スラッジを断続的に排出するスラッジ排
出手段(24)で形成されており、前記遠心ロータ(6)は前記一方の成分用の
出口チャンバ(20)を形成しており、削ぎディスク(16)が、前記出口チャ
ンバ内に配置され、前記一方の出口(18)を形成している請求項1から3のい
ずれか1項に記載の方法において、前記エラー信号は、前記出口導管(12)内
の圧力が、前記所定の期間中に、所定の低い圧力まで低下した場合に発生させら
れることを特徴とする方法。 - 【請求項5】 前記出口導管(12)内の前記圧力変化の経過が検出される
前記所定の期間は、前記遠心分離機(4)がスラッジ排出後、予期される正常な
動作状態に戻った直後に開始することを特徴とする、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記分離された成分の残りがスラッジで構成されており、前
記遠心分離機の第2の出口が前記スラッジを連続的に排出するスラッジ排出手段
で形成されている請求項1または2に記載の方法において、前記エラー信号は、
前記出口導管(12)内の圧力が、前記所定の期間中に、予期される正常な圧力
低下率とは異なる率で低下した場合に発生させられることを特徴とする方法。 - 【請求項7】 分離チャンバ(8)を形成する遠心ロータ(6)と、少なく
とも2つの成分を含む分離すべき液体混合物を前記分離チャンバに供給する供給
導管(10)と、一方の出口(18)が前記2つの成分のうちの一方を含む分離
された液相を排出する、分離された成分を前記分離チャンバから外へそれぞれ排
出する少なくとも2つの出口(18,26)と、内部が前記一方の出口(18)
と連通している出口導管(12)とを有する、遠心分離機(4)の望ましくない
動作状態を示す装置において、 −前記供給導管(10)内に配置されており、開位置と閉位置との間で調節可能
な入口弁(34)と、 −前記出口導管(12)内に配置されており、開位置と閉位置との間で調節可能
な出口弁(30)であって、前記入口弁および前記出口弁が、前記遠心分離機の
正常な動作中に前記供給導管および前記出口導管を正常な流れが通過できるよう
にする少なくとも部分的に開いた正常な弁位置に調節できる出口弁(30)と、
−前記出口弁の上流側の前記出口導管内の圧力を検出する圧力センサ(32)と
、 −エラー信号を発生する信号手段(39)と、 −前記入口弁および前記出口弁が、前記所定の期間中に前記供給導管および前記
出口導管内の流れをそれらの中の前記正常な流れから少なくとも実質的に低減さ
せる弁位置に調節されたときに、前記圧力センサが、予期される正常な圧力変化
の経過とは異なる前記出口導管内の圧力変化の経過を前記遠心分離機の前記動作
の所定の期間中に検出したことに応答して、前記信号手段を作動させてエラー信
号を発生させる制御ユニット(28)とを有することを特徴とする、遠心分離機
の望ましくない動作状態を示す装置。 - 【請求項8】 前記制御ユニット(28)は、前記出口弁(30)が閉じら
れ、前記入口弁(34)が前記供給導管(10)内の前記流れをその中の前記正
常な流れから少なくとも実質的に低減させる弁位置に調節されたときに、前記圧
力センサが予期される正常な圧力変化の経過とは異なる前記出口導管(12)内
の圧力変化の経過を検出したことに応答して、前記所定の期間中に、前記信号手
段(39)を作動させて前記エラー信号を発生させるようになっていることを特
徴とする、請求項7に記載の装置。 - 【請求項9】 前記制御ユニット(28)は、前記入口弁および前記出口弁
(34,30)が閉じられているときに、前記圧力センサが予期される正常な圧
力変化の経過とは異なる前記出口導管(12)内の圧力変化の経過を検出したこ
とに応答して、前記所定の期間中に、前記信号手段(39)を作動させて前記エ
ラー信号を発生させるようになっていることを特徴とする、請求項7に記載の装
置。 - 【請求項10】 前記分離された成分の残りがスラッジで構成されており、
前記遠心分離機(4)の第2の出口(26)は、前記スラッジを断続的に排出す
るスラッジ排出手段(6,24)で形成されており、前記遠心ロータ(6)は、
前記一方の成分用の出口チャンバ(20)を形成しており、削ぎディスク(16
)が、前記出口チャンバ内に配置され、前記一方の出口(18)を形成している
請求項7から9のいずれか1項に記載の装置において、前記制御ユニット(28
)は、前記圧力センサ(32)が前記出口導管(12)内の圧力が前記出口導管
内の正常な動作圧力よりも低い所定の圧力よりも低くなったことを検出したこと
に応答して、前記所定の期間中に、前記信号手段(39)を作動させて前記エラ
ー信号を発生させることを特徴とする装置。 - 【請求項11】 前記分離された成分の残りがスラッジで構成されており、
前記遠心分離機(4)の第2の出口は、前記スラッジを連続的に排出するスラッ
ジ排出手段で構成されている、請求項7または8に記載の装置において、前記制
御ユニット(28)は、前記圧力センサ(32)が前記出口導管(12)内の圧
力が予期される正常な圧力低下率とは異なる率で低下したことを検出したことに
応答して、前記所定の期間中に、前記信号手段(39)を作動させて前記エラー
信号を発生させることを特徴とする装置。 - 【請求項12】 前記制御ユニット(28)は、前記入口弁の弁位置を調節
するように前記入口弁(34)を制御し、かつ、前記制御ユニットは、前記圧力
センサ(32)が前記予期される正常な圧力変化の経過とは許容できないほど大
きく異なる前記出口導管(12)内の圧力変化の経過を検出したことに応答して
、前記所定の期間中に、前記信号手段(39)を作動させて前記エラー信号を発
生させるとともに、前記入口弁を閉弁位置に固定するようになっていることを特
徴とする、請求項5から7のいずれか1項に記載の装置。 - 【請求項13】 前記制御ユニット(28)は、前記出口弁の弁位置を調節
するように前記出口弁(34)を制御することを特徴とする、請求項7から12
のいずれか1項に記載の装置。
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