NO309849B1 - Utløpsanordning samt en sentrifugalseparator utstyrt med en slik utløpsanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en utløpsanordning for en sentrifugalrotor som er roterbar om en rotasjonsakse og som avgrenser et kammer som er utformet slik at en væske i kammeret ved rotasjon av sentrifugalrotoren danner et væskelegeme med en fri væskeflate som vender mot og omgir rotasjonsaksen. Utløpsanordningen omfatter for det første et utløpselement som danner en ut-løpskanal og en innløpsåpning som står i forbindelse med denne og som er innrettet til under drift av sentrifugalrotoren å kunne dreie om en dreieakse som strekker seg hovedsakelig parallelt med rotasjonsaksen i en viss avstand fra denne, slik at utløpselementet er bevegelig i en retning mot eller bort fra sentrifugalrotorens rotasjonsakse, idet utløpselementet videre er slik utformet at det ved forskjellige dreiestillinger rundt dreieaksen, strekker seg fra en væskefri del av kammeret ut i væskelegemet i kammeret, gjennom den frie væskeflate og, for det andre, aktiveringsmidler som er innrettet til å aktivere utløpselementet med en kontrollert kraft som søker å dreie utløpselementet rundt dreieaksen i en retning bort fra sentrifugalrotorens rotorakse, slik at utløpselementet, mot virkningen av kreftene som virker på det på grunn av væskelegemet som roterer med sentrifugalrotoren, holdes med sin innløpsåpning beliggende i det minste delvis i væskelegemet ved varierende radiale nivåer av den frie væskeflate.

En utløpsanordning av denne art er fordelaktig fordi det radialt bevegelige utløpselement kan bringes til å følge radialbevegelser hos den frie væskeflate i sentrifugalrotoren automatisk. Om ønskelig kan denne benyttes for avføling av væskeflatens radiale posisjon, eller den kan brukes bare til å minimere energifor-bruket på grunn av utløpselementet ved dets kontakt med det roterende væskelegemet. Utløpselementets neddykkingsdybde i det roterende væskelegemet kan således holdes uendret uavhengig av væskeflatens radiale posisjon.

En annen fordel med et radialt bevegelig utløpselement, er at utløpsele-mentet ved behov kan anvendes for en ønsket justering av væskeflatens radiale posisjon.

Tidligere kjente utløpsanordninger av den her angitte art, f.eks. som beskrevet i DE 656 125 og DE 39 40 053-A1, er ikke konstruert på en måte som mu-liggjør maksimal bruk av nevnte fordeler av et radialt bevegelig utløpselement. Således har begge de to i nevnte to tyske patentskrifter beskrevne utløpselemen-ter en form som medfører et forholdsvis stort energiforbruk, også dersom utløpse-lementene har en forholdsvis liten neddykningsdybde i det roterende væskelegeme. Videre er de to tidligere kjente utløpselementer anordnet på en måte som gjør dem ustabile som nivåavfølingsmidler. De vil således ikke virke tilfredsstillende dersom det oppstår plutselige forstyrrelser i væskelegemets rotasjon, f.eks. ved svinge- eller pendelbevegelser av sentrifugalrotoren. I forbindelse med bevegelser av denne art, vil de krefter som utøves av det roterende væskelegemet på utløp-selementet skifte meget hurtig og, ved en gitt konstruksjon av de Kjente utløpse-lementer, innebærer dette at den roterende væske ville presse utløpselementet meget dypere inn i væskelegemet enn ønskelig. Dette kan forårsake for store svingninger i utløpselementets radialbevegelser, som ikke svarer til radialbevegelsene til selve væskeflaten, og som derfor ikke gir et korrekt signal om væskeflatens virkelige radiale posisjon.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en utløpsanordning av den innledningsvis generelt angitte art, som ikke er forbundet med ulempene til de ovenfor omtalte, kjente anordninger.

Dette formål kan oppnås med oppfinnelsen, dersom utløpselementet i en utløpsanordning av den innledningsvis angitte art har en form slik at den under sentrifugalrotorens drift strekker seg fra den væskefrie del av kammeret ut i væskelegemet i kammeret gjennom et område av den frie væskeflate, hvilket område er beliggende nedstrøms for et punkt på den frie væskeflate, hvilket punkt er beliggende ved en forlengelse av en rett linje trukket fra sentrifugalrotorens rotasjonsakse gjennom dreieaksen. Nevnte område i hvilket utløpselementet strekker seg gjennom den frie væskeflate er således beliggende mellom nevnte punkt og - sett i sentrifugalrotorens rotasjonsretning - et sted på den frie væskeflate, beliggende diametralt motsatt nevnte punkt.

Fortrinnsvis er utløpselementets innløpsåpning under drift av sentrifugalrotoren slik plassert at en radius som strekker seg fra sentrifugalrotorens rotasjonsakse gjennom innløpsåpningen danner en vinkel på mellom 80° og 100°, fortrinnsvis ca. 90°, med den rette linje som strekker seg gjennom rotasjonsaksen og dreieaksen. Derved oppnås at vinkelen som dannes mellom utløpselementet og væskeflaten til det roterende væskelegeme i området ved innløpsåpningen, vil forandres så lite som mulig under radialbevegelser av væskeflaten og utløpsele-mentet.

Utløpskanalen i utløpselementet har fortrinnsvis en forlengelse slik at væske som strømmer gjennom innløpsåpningen under drift av sentrifugalrotoren, tvinges til å hindre sin strømningsretning i utløpskanalen på en slik måte at det på utløpselementet derved vil virke en reaksjonskraft som søker å dreie utløpsele-mentet rundt dreieaksen i en retning mot sentrifugalrotorens rotasjonsakse.

I en foretrukket utføringsform av oppfinnelsen er dessuten minst en del av utløpselementets utside, som er innrettet til å være i kontakt med væskelegemet, skråstilt i forhold til væskelegemets rotasjonsretning på en slik måte at utløpsele-mentet vil bli aktivert av det roterende væskelegemet av en løftekraft som virker i retning motsatt den kontrollerte kraft. Fortrinnsvis danner utløpselementets nevnte utside en vinkel som er mindre enn 10° med den frie væskeflate i kammeret i området ved nevnte utside i kontakt med det roterende væskelegemet i kammeret.

Den kontrollerte kraft skal være uavhengig av krefter som skyldes væskelegemets rotasjon. I det enkleste tilfelle kan den kontrollerte kraft oppnås ved hjelp av en fjær av en eller annen art. Alternativt kan f.eks. et legeme (eventuelt selve utløpselementet) tilpasses ved sin vekt og ved hjelp av skråflater, til å bringe ut-løpselementet til å presses av én konstant forutbestemt kraft utad mot og delvis inn i det roterende væskelegeme. Ifølge et ytterligere alternativ kan den kontrollerte kraft oppnås ved hjelp av pneumatiske midler.

I en utløpsanordning ifølge oppfinnelsen kan det radialt bevegelige utløps-element automatisk bringes til å følge radialbevegelsene til det roterende væskelegemets frie væskeflate og hele tiden med stor nøyaktighet holdes neddykket til et minimum i væskelegemet, uavhengig av hvorvidt væske strømmer ut eller ikke gjennom utløpsanordningen.

Ved en enkel utføringsform av oppfinnelsen, er utløpselementet ikke roter-bart om rotorens rotasjonsakse. Det er imidlertid intet til hinder for at oppfinnelsen benyttes i forbindelse med utløpselementer som er roterbare om rotorens rotasjonsakse med en hastighet som avviker fra rotorens hastighet.

Innenfor oppfinnelsens ramme kan utløpselementet være utformet som et skaveelement, dvs. slik at det omdanner væskens rotasjonsbevegelse i kammeret til trykkenergi når væsken strømmer ut fra kammeret. Det trenger imidlertid ikke å være formet på denne måte. Væskeutstrømning fra kammeret gjennom utløps-elementet kan alternativt oppnås bare ved hjelp av trykket som hersker i væsken i kammeret og som skyldes væskens rotasjon.

Foreliggende oppfinnelse angår også en sentrifugalseparator omfattende en sentrifugalrotor og en utløpsanordning av den ovenfor beskrevne art, innrettet for utstrømning av væske fra sentrifugalrotoren.

Oppfinnelsen er i det følgende beskrevet nærmere med henvisning til den medfølgende tegning, hvor en utføringsform av oppfinnelsen er vist. Fig. 1 viser skjematisk en del av en sentrifugalrotor i et lengdesnitt og en ut-løpsanordning ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser en utløpsdel av sentrifugalrotoren i fig. 1 og utløpsanordningen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 3 viser en del av utløpsanordningen ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser skjematisk en del av en rotasjonssymmetrisk sentrifugalrotor, sett i lengdesnitt. Sentrifugalrotoren har et rotorlegeme 1 som innvendig opptar en fordeler 2 og en skilleveggenhet 3.

Fordeleren 2 har en plan ringformet del 4, en øvre konisk del 5 og en nedre konisk del 6. Skilleveggenheten har en sylindrisk skillevegg 7, to plane, ringformede skillevegger 8 og 9 og en konisk skillevegg 10. Mellom fordelerens koniske skillevegg 10 og nedre koniske del 6 er det anordnet en stabel av koniske separe-ringsskiver 11 som, ved hjelp av avstandsstykker (ikke vist) holdes i en viss aksial avstand fra hverandre.

Rotorlegemet 1, fordeleren 2, skilleveggenheten 3 og separeringsskivene 11 er innrettet til å samrotere rundt en sentral rotasjonsakse 12.

Sentralt i rotoren er det utformet et innløpskammer 13 ved hjelp av fordeleren 2. Rundt fordeleren, mellom dette og rotorlegemet 1, er det utformet et separeringskammer 14. Radialt innvendig i den sylindriske skillevegg 7 er det utformet et nedre utløpskammer 15 aksialt mellom de ringformede skillevegger 8 og 9. Over den ringformede skillevegg 8, mellom denne og rotorlegemet 1, er det utformet et øvre utløpskammer 16.

Innløpskammeret 13 kommuniserer med separeringskammeret 14 gjennom flere radiale eller på annen måte forløpende kanaler 17. Separeringskammeret 14 kommuniserer med det nedre utløpskammer 15 gjennom et overstrømningsutløp 18 som dannes av en radialt indre kant av den ringformede skillevegg 9, og med det øvre utløpskammer 16 gjennom flere kanaler 19.

Et stasjonært innløpsrør 20 strekker seg ovenfra inn i rotorlegemet 1 og munner ved sin nedre ende ut i innløpskammeret 13. Den øvre del av innløpsrøret 20 er konsentrisk omsluttet av et utløpsrør 21. De to rør 20 og 21 danner mellom seg en ringformet utløpskanal 22. Ved sin nedre ende kommuniserer utløpskana-len 22 med det indre av et skaveelement 23 som er anordnet i det nedre utløps-kammer 15.

Et ytterligere utløpsrør 24 er ved hjelp av en holder 25 ved utløpsrøret 21 opplagret på en slik måte at det er dreibart om en dreieakse 26 som strekker seg parallelt med og i en viss avstand fra rotorens rotasjonsakse 12. Utløpsrøret 24 er forbundet med en utløpsledning 27 i hvilken det er anordnet en lukkeventil 28.

Formen på utløpsrøret 24 fremgår best av fig. 2. Som vist danner den nedre del av utløpsrøret 24, som befinner seg i utløpskammeret 16, et bueformet ut-løpselement 29 som strekker seg rundt en del av utløpsrøret 21 og har en innløp-såpning 30 på sin side som vender bort fra rotorens rotasjonsakse 12.

Den del av utløpsrøret 24 som strekker seg parallelt med rotorens rotasjonsakse 12, bærer en fjær 31. Fjæren 31 utgjøres av en skruefjær som med et antall viklinger omslutter utløpsrøret 24 og med sitt ene endeparti 32 er festet til dette utløpsrøret og ved sitt andre endeparti 33 ligger fjærende an mot utløpsrøret 21. Fjæren 31 er derved innrettet til å påvirke utløpsrøret 24 med en kjent, kontrollert fjærkraft i retning mot urviseren rundt dreieaksen 26, sett ovenfra i fig. 1. Fjæren 31 presser således utløpselementet 29 bort fra rotasjonsaksen 12 til rotoren i utløpskammeret 16.

Et anslagselement (ikke vist) er anordnet for å begrense utløpselementets 24 dreining i retning mot urviseren, slik at utløpselementet 20 hindres fra å komme i kontakt med rotorlegemet 1 i utløpskammeret 16. Om ønskelig kan midler være anordnet for å begrense utløpsrørets 24 dreiebevegelse i retning mot urviseren, ved hvilken som helst ønsket stilling av utløpselementet 29, men utløpselementet 29, som derved har mulighet til å bevege seg fra hver slik stilling nærmere rotorens rotasjonsakse 12 mot virkningen av fjæren 31. Fig. 3 viser utløpselementet 29 i et snitt langs rotorens rotasjonsakse 12. Utløpselementet 29 har en kanal 34 som strekker seg fra før nevnte innløpsåpning 30 til det indre av utløpsrøret 24. Fig. 3 viser også stillingen til en sylindrisk væskeflate 35 som dannes i ut-løpskammeret 16. Væskelegemet i utløpskammeret 16, som danner væskeflaten 35, roterer under drift av sentrifugalrotoren rundt rotasjonsaksen 12 i en retning som er vist med en pil 36.

Utløpselementet 29 som er dreibart om dreieaksen 26, har en innside 37 som vender mot rotorens rotasjonsakse 12 og en utside 38 som vender bort fra den samme rotasjonsakse. Utløpselementets innløpsåpning 30 befinner seg ved nevnte ytterside 38.

Som det videre fremgår av fig. 3, har utløpselementet 29 på sin ytterside 38 et utspring 39 som strekker seg inn i det roterende væskelegeme. Også den del av yttersiden 38 som innløpsåpningen 30 er utformet i, befinner seg radialt utenfor væskeflaten 35. Dette skjer i et område beliggende nedstrøms for et punkt P (fig. 3) på væskeflaten 35 som befinner seg på en forlengelse av en rett linje trukket fra rotasjonsaksen 12 gjennom utløpselementets 29 dreieakse 26. Oppstrøms for utløpsåpningen 30 er en del av utløpselementets ytterside 38 i kontakt med det roterende væskelegeme, mens resten av yttersiden 38 befinner seg i den væskefrie del av utløpskammeret 16. Som det fremgår av fig. 3, har yttersiden 38 i området ved dens kontakt med det roterende væskelegeme, en krumningsradius som bare ubetydelig avviker fra krumningsradien til væskeflaten 35. Dette innebærer at den sistnevnte del av yttersiden 38, som befinner seg i kontakt med væskelegemet, danner en vinkel med væskeflaten 35 i det aktuelle kontaktområde som er meget lite, fortrinnsvis mindre enn 10°. Yttersidens 38 kontakt med det roterende væskelegeme vil derved skape en meget liten friksjonskraft. Utløpselementet 29 vil flyte eller «surfe» på væskeflaten 35 når det av fjæren 31 presses mot det roterende væskelegeme.

Utspringet 39 som delvis avgrenser innløpsåpningen 30, gjør at utløpsele-mentet 29 virker som et skaveelement, dvs. væske som strømmer inn gjennom åpningen 30 kan transporteres gjennom kanalen 34 og videre gjennom utløpsrøret 24 delvis ved hjelp av bevegelsesenergien som oppnås av væsken gjennom dens rotasjon i utløpskammeret 16.

Det skal imidlertid bemerkes at foreliggende oppfinnelse ikke er avhengig av at utløpselementet 29 virker som et skaveelement. Selv uten et utspring 39, vil utløpselementet kunne slippe væske utfra utløpskammeret 16 gjennom en inn-løpsåpning på utløpselementets ytterside 38. Dette ville i et slikt tilfelle skje bare ved hjelp av væsketrykket i væskelegemet som roterer i utløpskammeret 16 ved den dypbde i dette der utløpsåpningen 30 vil befinne seg som følge av at fjæren 31 trykker utløpselementet 29 mot og delvis inn i væskelegemet.

I det følgende skal det nærmere beskrives hvorledes utløpsanordningene ifølge oppfinnelsen kan brukes i forbindelse med en sentrifugalrotor av den i fig. 1 viste type.

Det antas at sentrifugalrotoren ifølge fig. 1 anvendes for separering av to væsker som har forskjellig densitet og danner en suspensjon. Det antas videre at det i denne suspensjon er en meget liten mengde forholdsvis tung væske, f.eks. vann, suspendert i en stor mengde av forholdsvis lett væske, f.eks. olje.

Før separeringsoperasjonen påbegynnes, blir sentrifugalrotoren - etter at den er brakt til å rotere - fortrinnsvis fylt med en forutbestemt mengde av tidligere separert, forholdsvis tung væske. Så meget tung væske innføres i rotoren at væsken fyller den radialt ytterste del av separeringskammeret 14 inn til den koniske skilleveggens 10 ytterkant.

Deretter påbegynnes suspensjonstilførselen gjennom innløpsrøret 20. Sus-pensjonen ledes fra innløpsrøret 20 gjennom innløpskammeret 13 og kanalene 17 inn i separeringskammeret 14, der den ved hjelp av sentrifugalkraften separeres i en lett væske og en tung væske. Et hovedsakelig sylindrisk grenseflatesjikt L (fig. 1) dannes i separeringskammeret 14 mellom den separerte lette væske og den separerte tunge væske. Mens separert tung væske samles i den radialt ytterste del av separeringskammeret, sammen med mengden av tidligere tilført væske i dette, fortrenges den separerte lette væske radialt innad i separeringskammeret 14. Til slutt vil den separerte lette væske nå radialt inn i overstrømningsutløpet 18 og strømme over inn i utløpskammeret 15. Den separerte tunge væske vil gjennom kanalene 19, til slutt nå utløpskammeret 16 der den danner en fri sylindrisk flate som beveger seg radialt innad.

Utløpselementet 29 beliggende i utløpskammeret 16 holdes ved hjelp av fjæren 31 i sin radiale ytterstilling, hvor det hindres fra ytterligere utadbevegelse ved hjelp av et før nevnt anslagselement som samvirker med utløpsrøret 24. Ved dette trinn av separeringsoperasjonen, er ventilen 28 i utløpsledningen 27 lukket.

Når væskeflaten i utløpskammeret 16 når utløpselementet 29 og fortsetter sin bevegelse radialt innad, ettersom ventilen 28 er lukket, vil utløpselementet begynne å flyte eller «surfe» på væskeflaten og derved dreies i retning med urviseren rundt dreieaksen 26 under fortsatt bevegelse av væskeflaten radialt innad. Utløpselementet 29 vil således utsettes for en løftekraft ved at væsken roterer i utløpskammeret 16 der væsken treffer utløpselementets 29 skrå ytterside 38. Denne løftekraft motvirkes av kontrollkraften som utøves av fjæren 31, slik at ut-løpselementet til enhver tid holdes i en ønsket kontakt med det roterende væskelegeme.

Fig. 1 viser, ved små trekanter, stillingene til de frie væskeflater som dannes i sentrifugalrotorens forskjellige kammere under separeringsoperasjonen. Som det fremgår befinner væskeflaten til den separerte tunge væske i utløps-kammeret 16 seg i noe større avstand fra rotorens rotasjonsakse enn væskeflaten til den separerte lette væske i separeringskammeret 14.

Væskeflatens stilling i separeringskammeret 14 er fast og forutbestemt av overstrømningsutløpets 18 stilling. Skaveelementet 23 er slik dimensjonert at det fra utløpskammeret 15 hurtig vil slippe ut all den separerte væske som strømmer inn i dette kammer fra separeringskammeret 14. Som ovenfor beskrevet kan imidlertid væskeflaten i utløpskammeret 16 fritt bevege seg radialt innad.

Ettersom separert tung væske ikke kan forlate sentrifugalrotoren gjennom utløpsrøret 24, vil mengden av slik separert væske øke i separeringskammeret 14. Dette har til følge at det før nevnte grenseflatesjikt L mellom separert lett væske og separert tung væske vil bli fortrengt radialt innad i separeringskammeret 14. Av samme grunn vil samtidig den frie væskeflate i utløpskammeret 16 fortrenges ytterligere radialt innad.

Når grenseflatesjiktet L har nådd et visst nivå i separeringskammeret 14, vil separeringen i separeringskammeret svekkes, og fraksjoner av tung væske vil begynne å følge med den lette væske ut av rotoren gjennom utløpskammeret 15 og utløpskanalen 22. Dette kan avføles, f.eks. ved hjelp av en dielektrisk kons-tantmåler som er anordnet i væskestrømmen gjennom utløpskanalen 22.

Ved avføling av tung væske i utløpskanalen 22, går et signal automatisk fra sentrifugalseparatorens styreenhet (ikke vist) til ventilen 28 som da åpnes og holdes åpen i løpet av et forutbestemt tidsrom. Når ventilen 28 er åpnet, begynner utløpselementet 29 å lede separert tung væske ut av utløpskammeret 16 gjennom kanalen 34 og videre gjennom utløpsrøret 24 til utløpsledningen 27 og en motta-ker for slik væske.

Utstrømningen av tung væske fra utløpskammeret 16 bringer ny væske til å strømme inn i dette kammer fra separasjonskammeret 14 gjennom kanalene 19, idet grenseflatesjiktet L da beveger seg radielt utad.

Når nevnte tidsrom har utløpt, og ventilen 28 således er lukket, vil grenseflatesjiktet L igjen befinne seg i nærheten av, en fremdeles radialt innenfor den koniske skilleveggens 10 ytterkant. Separeringsoperasjonen som har fortsatt under hele det beskrevne forløp, fortsetter som før, idet grenseflatesjiktet L nå igjen sakte begynner å bevege seg radialt innad inntil ventilen 28 igjen åpner.

Under det beskrevne forløp har utløpselementet 29, etter at det kom i kontakt med væskeflaten i utløpskammeret 16, først beveget seg radialt innad inntil ventilen 28 åpnet, og deretter beveget seg radialt utad mens separert tung væske strømmet ut gjennom det. Utløpselementets 29 radiale utadbevegelse opphørte når ventilen 28 ble lukket, dvs. det før nevnte anslagselement trengte ikke å tre i virksomhet, hvoretter utløpselementet fortsatte å flyte eller «surfe» på væskeflaten i utløpskammeret 16. Under hele forløpet, uavhengig av hvilken stilling væskeflaten i utløpskammeret 16 har hatt, har utløpselementet 29 hatt en hovedsakelig likt dimensjonert del av sin overflate i kontakt med væskelegemet som roterer i ut-løpskammeret 16. Med andre ord har man unngått det problem som oppstår i forbindelse med radialbevegelser av en væskeflate i et utløpskammer der det er anordnet et radialt ubevegelig utløpselement.

I denne forbindelse skal det nevnes at oppfinnelsen utgjør en løsning på dette spesielle problem i forbindelse med en separeringsoperasjon, som er beskrevet i US 4,525,155 og hvor - som ovenfor beskrevet - en separert tung væske skal bringes til å strømme intermitterende ut fra et utløpskammer. Det skal også bemerkes at dette problem tidligere er blitt løst på en annen måte, som beskrevet i US 4,622,029, og som går ut på en sirkulasjonspumping av væske i området ved utløpskammeret 16. En sirkulasjonspumping av denne art medfører visse ulem-per, som ikke opptrer når foreliggende oppfinnelse benyttes.

Den ovenfor beskrevne separeringsoperasjon er bare én av flere, der forde-lene ved en utløpsanordning ifølge oppfinnelsen kan brukes. I det følgende skal en ytterligere kort beskrives.

En sentrifugalrotor av den i fig. 1 skjematisk viste type, har normalt et ytterligere utløp. Et slikt utløp befinner seg ved rotorens radialt ytterste del og er be-regnet for intermitterende utstrømning fra separasjonskammeret av tunge faste partikler som er skilt ut i kammeret. En rotor med et utløp av denne type er f.eks. vist i både US 4,525,155 og US 4,622,029.

I en konvensjonell sentrifugalrotor av denne type, blir separert tung væske vanligvis ledet - i likhet med separert lett væske - kontinuerlig ut av rotoren, dvs. ikke diskontinuerlig som ovenfor beskrevet i forbindelse med fig. 1. Når begge de to separerte væsker er ført kontinuerlig ut av rotoren, vil radialt ubevegelige utløp-selementer ikke skape problemer av samme størrelse under separeringsoperasjonen, som når en av væskene strømmer ut intermitterende, fordi radialbevegelser av væskeflatene i rotorutløpskammerene da er forholdsvis små.

Det opptrer imidlertid et problem i denne henseende hver gang sentrifugalrotor-omkretsutløpet for separerte tunge partikler skal åpnes. For å unngå, særlig, at for mye separert lett væske går tapt gjennom omkretsutløpet ved hvert slikt åp-ningstilfelle, fylles separeringskammeret, fullstendig eller delvis, med separert tung væske før omkretsutløpet åpnes. Dette utføres på en slik måte at utløpet for separert tung væske lukkes, hvoretter separert lett væske fortrenges radialt innad og ut gjennom det vanlige sentrale utløp for lett væske ved å avbryte den vanlige tilfør-sel av suspensjon til rotoren og erstatte den med tilførsel av bare tidligere separert tung væske.

Under en slik fortrengning av den separerte lette væske, blir ikke bare grenseflatesjiktet mellom lett væske og tung væske ført inn i separeringskammeret radialt innad, også overflaten til separert tung væske i utløpskammeret for tung væske beveges radialt innad.

Ved å bruke en utløpsanordning ifølge oppfinnelsen, isteden for en konvensjonell radialt ubevegelig utløpsanordning, vil man i utløpskammeret for separert tung væske kunne unngå at væskeflatens bevegelser i utløpskammeret bevir-ker unødvendig stort energiforbruk for rotasjon av sentrifugalrotoren og et unød-vendig høyt væsketrykk i utløpsledningen for separert tung væske.

Fig. 3 viser i tillegg til den heltrukne sirkulære linje 35 to stiplede sirkulære linjer konsentrisk med denne. Disse bare antyder alternative stillinger for væskeflaten i utløpskammeret 16.

Dersom en utløpsanordning ifølge oppfinnelsen brukes i en sentrifugalrotor, f.eks. av den art som er vist i fig. 1, kan utløpsrøret 24, med sikte på kontinuerlig uttømming av en separert væske fra et utløpskammer, ved hjelp av fjæren 31 holdes mot det ovenfor beskrevne anslagselement, slik at utløpselementet 29, mens det fører væske ut av rotoren, til enhver tid befinner seg ved en uendret avstand fra rotorens rotasjonsakse. Dette forutsetter at det ikke er noen hindring for ut-strømning av ali slik separert væske som strømmer inn i utløpskammeret fra separeringskammeret. Utløpselementets stilling bestemmer således i dette tilfelle stillingen til den frie væskeflate i utløpskammeret. Utløpsanordningen kan være for-synt med utstyr for å holde utløpselementet 20, ved hjelp av fjæren 31, i hvilken som helst ønsket stilling, hvorved væskeflaten i utløpskammeret kan holdes ved et ønsket nivå, uavhengig av størrelsen av væskestrømmen til utløpskammeret. En utløpsanordning av denne art kan brukes for, ved behov, å endre stillingen under drift av rotoren for væskeflaten i utløpskammeret og stillingen til grenseflatesjiktet L (fig. 1) i rotorens separeringskammer.

Oppfinnelsen er ovenfor beskrevet bare i forbindelse med en sentrifugalrotor med to sentrale utløp for separerte væsker. En utløpsanordning ifølge oppfinnelsen kan imidlertid brukes, også som en enkelt utløpsanordning i en sentrifugalrotor med bare et sentralt utløp for en separert væske. Det er selvsagt også mulig å benytte to utløpsanordninger ifølge oppfinnelsen i en og samme sentrifugalrotor for utstrømning av forskjellige separerte væsker.

Claims (10)

1. Utløpsanordning for en sentrifulgalrotor (1) som er roterbar om en rotasjonsakse (12) og som avgrenser et kammer (16) som er utformet slik at en væske i kammeret ved rotasjon av sentrifugalrotoren danner et væskelegeme med en fri væskeflate (35) som vender mot og omgir rotasjonsaksen, omfattende et utløpselement (29) som danner en utløpskanal (34) og en innløpsåpning (30) som står i forbindelse med denne og som er innrettet til under drift av sentrifugalrotoren å kunne dreie om en dreieakse (26) som strekker seg hovedsakelig parallelt med rotasjonsaksen (12) i en viss avstand fra denne, slik at utløpselementet (29) er bevegelig i en retning mot eller bort fra sentrifugalrotorens rotasjonsakse (12), idet utløpselementet (29) videre er slik utformet at det ved forskjellige dreiestillinger rundt dreieaksen (26), strekker seg fra en væskefri del av kammeret (16) ut i væskelegemet i kammeret, gjennom den frie væskeflate (35), og aktiveringsmidler (31) som er innrettet til å aktivere utløpselementet (29) med en kontrollert kraft som søker å dreie utløpselementet rundt dreieaksen (26) i en retning bort fra sentrifugalrotorens rotorakse (12), slik at utløps-

elementet, mot virkningen av kreftene som virker på det på grunn av væskelegemet som roterer med sentrifugalrotoren, holdes med sin innløpsåpning (30) beliggende i det minste delvis i væskelegemet ved varierende radiale nivåer av den frie væskeflate (35), karakterisert ved at utløpselementet (29) har en form slik at det under sentrifugalrotorens drift strekker seg fra den væskefrie del av kammeret (16) ut i væskelegemet i kammeret gjennom et område av den frie væskeflate (35), hvilket område er beliggende nedstrøms for et punkt (P) på den frie væskeflate (35), hvilket punkt (P) er beliggende ved en forlengelse av en rett linje trukket fra sentrifugalrotorens rotasjonsakse (12) gjennom dreieaksen (26).

2. Utløpsanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at innløpsåp-ningen (30) under drift av sentrifugalrotoren er slik plassert at en radius som strekker seg fra sentrifugalrotorens rotasjonsakse (12) gjennom innløpsåpningen (30) danner en vinkel på mellom 80° og 100°, fortrinnsvis ca. 90°, med den rette linje som strekker seg gjennom rotasjonsaksen (12) og dreieaksen (26).

3. Utløpsanordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ut-løpskanalen (34) har en forlengelse slik at væske som strømmer gjennom innløp-såpningen (30) under drift av sentrifugalrotoren, tvinges til å hindre sin strøm-ningsretning i utløpskanalen på en slik måte at det på utløpselementet (29) derved vil virke en reaksjonskraft som søker å dreie utløpselementet rundt dreieaksen (26) i en retning mot sentrifugalrotorens rotasjonsakse (12).

4. Utløpsanordning ifølge krav 1-3, karakterisert ved at utløpsele-mentet (29) har en utside (38) som er innrettet til å være i kontakt med væskelegemet, og minst en del av denne utside (38) er skråstilt i forhold til væskelegemets rotasjonsretning på en slik måte at utløpselementet (29) på den skråstilte del av sin utside, utsettes for en løftekraft som skyldes det roterende væskelegemet og som er rettet motsatt den kontrollerte kraft.

5. Utløpsanordning ifølge krav 4, karakterisert ved at utløpsde-lens (29) utside (38) danner en vinkel som er mindre enn 10° med den frie væskeflate (35) i kammeret (16) i området ved nevnte utside (38) i kontakt med det roterende væskelegeme i kammeret.

6. Utløpsanordning ifølge et av kravene 1-5, karakterisert ved at den kontrollerte kraft er uavhengig av krefter som skyldes væskelegemets rotasjon.

7. Utløpsanordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at aktiveringsmidlene (31) omfatter en fjær for aktivering av utløpselementet (29) ved hjelp av den kontrollerte kraft.

8. Utløpsanordning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at utløpselementet (29) er opplagret i et utløpsrør (24), hvorav minst en del strekker seg koaksialt med dreieaksen (26) parallelt med rotasjonsaksen (12), idet utløpse-lementets utløpskanal (34) kommuniserer med utløpsrørets (24) indre.

9. Utløpsanordning ifølge krav 8, karakterisert ved at utløpsele-mentet (29) er hovedsakelig rørformet og utgjør en del av utløpsrøret (24).

10. Sentrifugalseparator omfattende en sentrifugalrotor (1) som er roterbar om en rotasjonsakse (12) og avgrenser et kammer (16) som er utformet på en slik måte at en væske som befinner seg i kammeret ved rotasjon av sentrifugalrotoren (1) danner et væskelegeme med en fri væskeflate (35) som vender mot og omgir rotasjonsaksen (12), karakterisert ved at sentrifugalseparatoren omfatter en utløpsanordning ifølge et av kravene 1-9, innrettet for uttømming av væske fra kammeret (16).