NO318615B1 - Utstyr for a regulere en sentrifugalseparator og en fremgangsmate for styring av en separeringsprosess - Google Patents

Utstyr for a regulere en sentrifugalseparator og en fremgangsmate for styring av en separeringsprosess Download PDF

Info

Publication number
NO318615B1
NO318615B1 NO20004136A NO20004136A NO318615B1 NO 318615 B1 NO318615 B1 NO 318615B1 NO 20004136 A NO20004136 A NO 20004136A NO 20004136 A NO20004136 A NO 20004136A NO 318615 B1 NO318615 B1 NO 318615B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
rotor
liquid
outlet
supply
regulating
Prior art date
Application number
NO20004136A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20004136L (no
NO20004136D0 (no
Inventor
Olev Maehans
Original Assignee
Alfa Laval Corp Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfa Laval Corp Ab filed Critical Alfa Laval Corp Ab
Publication of NO20004136D0 publication Critical patent/NO20004136D0/no
Publication of NO20004136L publication Critical patent/NO20004136L/no
Publication of NO318615B1 publication Critical patent/NO318615B1/no

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/10Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • B04B1/12Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl with continuous discharge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/10Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with discharging outlets in the plane of the maximum diameter of the bowl
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B13/00Control arrangements specially designed for centrifuges; Programme control of centrifuges
    • B04B2013/006Interface detection or monitoring of separated components

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Description

Foreliggende oppfinnelse gjelder reguleringsutstyr for en sentrifugalseparator innrettet for separering av en lett væske med forholdsvis lav densitet og en tung væske med forholdsvis høy densitet ut i fra en blanding som inneholder disse to væsker. Væskene kan for eksempel utgjøres av olje og vann. Reguleringsutstyret er beregnet for en sentrifugalseparator som omfatter en rotor som er dreibar om en rotasjonsakse og danner et innløp for nevnte blanding, og et separeringskammer som kommuniserer med innløpet og som har en radial indre del og en radial ytre del, hvor nevnte deler under en separeringsprosess er anordnet for å inneholde hhv. den utseparerte lette væske og den utseparerte tunge væske.
En sentrifugalseparator av denne art kan ha utløp for de separerte væsker utformet på flere forskjellige måter. Rotoren kan således være utstyrt med såkalte overstrømningsutløp for begge væsker, eller et visst overstrømningsutløp for den ene væske eller et utløp av en annen art for den andre væske. Et utløp av en slik annen art kan for eksempel utgjøres av et ikke-roterbart såkalt avskrellingslegeme eller ved hjelp av munnstykker som er plassert i den vegg som omgir rotoren. Som regel anvendes munnstykker når den tilførte blanding i tillegg til de to væskene også inneholder faststoff som er tyngre enn de to væsker. Det utseparerte faststoff kan da sammen med en del av den tyngre væske avgis gjennom munnstykker som er plassert på rotorens periferi, mens den utseparerte lette væske avgis fra et midtparti av rotoren gjennom et overstrømningsutløp eller et avskrellingslegeme. I disse tilfeller kan rotoren også danne et rom som kommuniserer med det radialt ytre parti av separeringskammeret på en slik måte at det under en separeringsprosess vil kunne inneholde utseparert tung væske, men ikke utseparert lett væske. Et overskudd av separert tung væske, som ikke forlater separeringskammeret gjennom nevnte munnstykker, blir da avgitt fra rotoren gjennom dette rom.
En annen type sentrifugalseparator, hvor faststoff så vel som to forskjellige væsker skal kunne separeres, utgjør en såkalt dekanteringssentrifuge. I en sentrifugalseparator av denne art er det inne i rotoren anordnet en såkalt slamtransportør, som er innrettet for å transportere til et slamutløp de utskilte faststoffer langs den vegg som omgir rotoren. Slamutløpet befinner seg ofte på et nivå i rotoren radialt innenfor nivået for utløpene for de to utseparerte væsker.
I en munnstykkesentrlfuge av den art som er beskrevet ovenfor så vel som i en dekanteringssentrifuge med en slamtransportør kan det være vanskelig under en separeringsprosess alltid å opprettholde et grensesnittsjikt som dannes i rotoren mellom de adskilte væsker i denne og på et forutbestemt radialt nivå. Grunnen til dette er at en uregulerbar mengde utseparert tung væske pr. tidsenhet forlater separatoren sammen med de utseparerte faststoffer gjennom rotorens såkalte slamutløp. Hvis denne ikke styrbare mengde tung væske overskrider den mengde tung væske som pr. tidsenhet føres inn i rotoren i den blanding som skal behandles i denne, vil grensesnittsjiktet mellom lett og tung væske i separeringskammeret forflytte seg radialt utover, og utseparert lett væske vil da til slutt gå tapt sammen med de utseparerte faststoffer, når disse forlater rotoren gjennom slamutløpet.
En spesiell separeringsprosess hvor dette har forårsaket et problem, er ved rensing av olje for sand og vann i forbindelse med utvinning av olje fra såkalt oljesand. I denne forbindelse anvendes munnstykkesentrrfuger i minst to separeringstrinn.
I et første separeringstrinn blir da en blanding av olje, vann, løsningsmiddel og sandrester innført i en munnstykkesentrifuge, og i tillegg til denne blanding blir også en stor mengde vann tilført sentrifugen. Sanden og hoveddelen av det tilførte vann forlater sentrifugerotoren gjennom dens munnstykker, mens en del av vannet fjernes fra rotoren gjennom et sentralt overstrømningsutløp. Utseparert olje og løsningsmiddel føres ut av rotoren fra et sentralt område av denne gjennom et avskrellingslegeme, samt blir pumpet videre til en annen munnstykkesentrifuge for å gå gjennom et andre separeringstrinn. Nevnte vann som tilføres separat i det første separeringstrinn blir tilsatt i overskudd, slik at det grensesnittsjikt som dannes i rotorens separeringskammer mellom olje og vann ikke skal kunne forskyves radialt utover, selv etter mange timers drift av sentrifugalseparatoren, når dens munnstykker er blitt nedslitt av utstrømmende sand og derfor slipper ut mer vann pr. tidsenhet enn ved begynnelsen av separeringsprosessen.
Etter det første separeringstrinn vil oljen i tillegg til løsningsmiddel fremdeles inneholde rester av sand og vann. For å oppnå så godt separeringsresultat som mulig er det for regulering av separeringsprosessen i det andre separeringstrinn blitt utviklet et spesielt reguleringsutstyr. Ved hjelp av dette reguleringsutstyr er det da mulig å unngå uavbrutt tilsetning av en overskuddsmengde vann til den blanding som er blitt innført i sentrifugalrotoren. 1 stedet blir det til rotorens separeringskammer, og bare når det er behov for dette og bare i påkrevet mengde, tilført vann gjennom et område i rotoren og av den art som er blitt tidligere beskrevet, nemlig et romområde som bare befinner seg i kommunikasjon med den radialt ytre del av separeringskammeret. Gjennom det samme romområdet blir vann også fjernet fra rotoren under perioder når et overskudd av vann kommer inn sammen med den olje som skal renses, og dette overskudd av vann kan da ikke forlate rotoren gjennom slamutløpsmunnstykkene.
Nevnte reguleringsutstyr som er blitt særlig utviklet for anvendelse i det andre separeringstrinn, er imidlertid kostnadskrevende og komplisert. Det omfatter således for hver av et stort antall munnstykkesentrifuger en trykkbeholder for vann. Den nedre del av trykkbeholderen kommuniserer gjennom en kanal med et væskeoverføringslegeme, som befinner seg i nevnte romområde i sentrifugalseparatorens rotor, for føring av vann inn i eller utløp av vann fra rotoren. I den øvre del av trykkbeholderen opprettholdes et gasstrykk (vanligvis ved hjelp av nitrogengass), hvis størrelse reguleres kontinuerlig i samsvar med den vannmengde som til enhver tid foreligger i trykkbeholderen, slik at væsketrykket mot bunnen av trykkbeholderen, og således i den kanal hvorigjennom trykkbeholderen kommuniserer med nevnte romområde i sentrifugalrotoren, alltid holdes konstant på en forut bestemt verdi.
Den konstante verdi av væsketrykket i nevnte kanal tilsvarer et ønsket radialt nivå i rotorens separeringskammer for det grensesnittsjikt som dannes i dette mellom separert olje og separert vann. Hvis dette grensesnittlag forskyves radialt utover fra det ønskede nivå, så vil trykket falle i nevnte romområde i rotoren, hvilket vil resultere i at vann trykkes fra trykkbeholderen gjennom nevnte kanal inn i rotoren, inntil grensesnittsjiktet har vendt tilbake til det ønskede radiale nivå. Et nivåavfølende legeme i trykkbeholderen er innrettet for å ved behov utløse tilførsel av nytt vann til trykkbeholderen, slik at denne aldri vil være tom for vann.
Hvis grensesnittsjiktet i rotorens separeringskammer begynner å bevege seg radialt innover fra det ønskede nivå, så vil trykket i nevnte romområde i rotoren øke, og overskudd av vann vil da bli presset fra dette romområdet gjennom nevnte kanal og inn i trykkbeholderen. Når væskenivået i trykkbeholderen har steget til et øvre grensenivå, så vil et bunnutløp fra trykkbeholderen bli åpnet for utslipp av vann fra beholderen. Oet er et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe et enkelt og lite kostnadskrevende reguleringsutstyr for en sentrifugalseparator av den art som innledningsvis er blitt' beskrevet, og i hvis rotor det er avgrenset et romområde av ovenfor omtalte art.
Dette formål kan oppnås ved hjelp av reguleringsutstyr som omfatter:
- en tilførselsinnretning for å tilføre til rotoren en reguleringsvæske med en densitet høyere enn densiteten for nevnte lette væske, hvor nevnte tilførselsinnretning har en trykk-kilde for å tilføre trykksatt reguleringsvæske, samt en tilførselskanal, som i sin ene ende er forbundet med trykk-kilden for å motta den trykksatte reguleringsvæske og ved sin andre ende er forbundet med et væskeoverføirngslegeme for innføring av trykksatt reguleringsvæske inn i rotoren, idet tilførselsinnretningen videre er innrettet for ved behov å kunne tilføre reguleringsvæske til rotoren bare i en slik mengde pr. tidsenhet som er påkrevet for å unngå at et grensesnittsjikt som foreligger i separeringskammeret mellom utseparert lett væske på den ene side og utseparert tung væske eller reguleringsvæske på den andre siden forflyttes radialt utover fra et forutbestemt radialt tilførselsnivå, og - en utløpsinnretning for å danne utløp for utseparert tung væske og/eller reguleringsvæske fra nevnte romområde i rotoren, idet utløpsinnretningen har en utløpskanal og er innrettet for, når rotoren er belastet med et overskudd av tung væske, og avgi separert tung væske og/eller reguleringsvæske fra rotoren gjennom nevnte utløpskanal i en slik mengde pr. tidsenhet som er påkrevet for å unngå at nevnte grensesnittsjikt beveger seg radialt innover fra et forut bestemt radialt avløpsnivå.
I henhold til oppfinnelsen er reguleringsutstyr av denne art karakterisert ved at utløpsinnretningen er anordnet for å slippe ut væske fra nevnte væskeområde i rotoren på en annen måte enn gjennom nevnte tilførselsinnretning.
Reguleringsutstyret i henhold til oppfinnelsen skiller seg fra tidligere beskrevet kjent reguleringsutstyr hovedsakelig ved at trykk-kilden for reguleringsvæske, som utgjøren del av tilførselsinnretningen, ikke er integrert i utløpsinnretningen. Den utseparerte tunge væske og/eller reguleringsvæske som forlater rotoren, behøver derfor ikke å bli oppsamlet ved et forhøyet trykk og følgelig er det heller ikke behov for noen trykkbeholder. Det vil da heller ikke være noe behov for utstyr for komprimering av gass og for regulering av trykket i en slik gass. 1 stedet kan trykk-kilden utgjøres av en enkel væskepumpe og hele styringen av tilførselen av reguleringsvæske og utløpet av utseparert tung væske og/eller reguleringsvæske kan da finne sted ved hjelp av en såkalt konstanttrykk-ventil, eller fortrinnsvis to slike konstanttrykk-ventiler. Hvis det er behov for en beholder for en buffermengdereguleringsvæske, må en slik beholder være fri for trykk, samt felles for flere sentrifugalseparatorer. Hvis så ønskes, kan reguleringsvæsken anvendes på nytt ved at i det minste en del av den væske som forlater rotoren gjennom nevnte utløpskanal føres til en felles beholder for dette formål.
Nevnte reguleringsvæske kan være av samme art som den utseparerte tunge væske, hvilket vil si vanligvis vann. Alt etter hvilke komponenter som inngår i reguleringsutstyret, kan det forut bestemte radiale tilførselsnivå for grensesnittsjiktet i separeringskammeret mellom utseparert lett væske og utseparert tung væske videre være det samme eller noe forskjellig fra det forut fastlagte radiale utløpsnivå for dette grensesnittsjikt. Fortrinnsvis tillates en viss radial bevegelse av grensesnittsjiktet, da det da er lettere å utføre en mer stabil styring av væsketilførselen og væskeutløpet.
Tilførselen av reguleringsvæske til rotoren kan finne sted til hvilke som helst egnet del av rotoren. I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen anvendes imidlertid det tidligere nevnte romområdet i rotoren både for tilførsel av reguleringsvæske til rotoren og for utløp av utseparert tung væske fra rotoren. Separate enheter kan være anordnet for tilførsel av væske til og utløp av væske fra dette romområdet, men fortrinnsvis kan nevnte væskeoverføringslegeme for innføring av reguleringsvæske i rotoren også anvendes for utløp av væske fra rotoren, idet væskeoverføirngslegemet fortrinnsvis er utformet som en kanal hvorigjennom nevnte tilførselskanal så vel som nevnte utløpskanal kommuniserer med nevnte romområde i rotoren. Væskeoverføringslegemet kan da omfatte et såkalt avskrellingslegeme eller f.eks. være utstyrt med to stillestående sirkelformede skiver som er anordnet koaksialt med rotoren og med aksial avstand fra hverandre i nevnte romområde. Væske kan tilføres og slippes ut gjennom en sentral åpning i én av disse skiver, idet romområdet mellom skivene kommuniserer med nevnte romområde i rotoren ved skivenes omkrets. Et væskeoverføringslegeme av den art, men som bare er anordnet for utløp av en væske fra en sentrifugal rotor, er beskrevet i SE 76 670 (fra året 1930).
Et væskeoverføringslegeme av denne art kan anvendes som en rotor av såkalt åpen type, hvilket vil si en rotor hvori en fri væskeoverflate opprettholdes i nevnte romområde. Oppfinnelsesgjenstanden kan imidlertid også anvendes i en såkalt hermetisk lukket rotor, hvilket vil si en rotor hvori et romområde av denne art holdes fullstendig fylt med væske under rotorens drift, og nevnte væskeoverføringslegeme bare utgjøres av et sentralt parti av rotoren eller av et stillestående legeme innrettet for å danne tetning mot et sentralt parti av rotoren.
I en spesiell utførelse av oppfinnelsen kan nevnte utløpsinnretning i forbindelse med en rotor av såkalt åpen type omfatte et utløpslegeme, som er anordnet radialt bevegelig i nevnte romområde i rotoren, slik at posisjonen av en fri væskeoverflate i nevnte romområde kan velges, samt justeres i samsvar med det foreliggende behov, for eksempel i overensstemmelse med densiteten av de væsker som skal separeres. Det radialt bevegelige utløpslegeme kan således for eksempel utgjøres av et avskrellingslegeme av den art som er kjent fra WO 97/27946. Ved hjelp av et utløpslegeme av denne art kan et varierende overskudd av utseparert tung væske i rotoren slippes ut og væskeoverflaten i nevnte romområde i rotoren kan da hindres fra å beveges radialt innover fra en forut bestemt radial stilling.
Hvis et lignende eller samme væskeoverføringslegeme anvendes for tilførsel av reguleringsvæske til nevnte romområde, så kan dette væskeoverføringslegemet tillates å bevege seg radialt under en separeringsprosess og å følge eventuelle bevegelser av væskeoverflaten i dette radialt utover nevnte forut bestemte stilling. Tilførselsinnretningen for tilførsel av reguleringsvæske til rotoren kan da være utformet slik at reguleringsvæske blir tilført til rotoren så snart væskeoverføringslegemet viser tendenser til å bevege seg radialt utover fra den forutbestemte stilling. Tilførselen av reguleringsvæske til rotoren kan eventuelt finne sted gjennom et tilførselslegeme adskilt fra et radialt bevegelig væskeutløpslegeme. Hvis dette er tilfelle, kan det sistnevnte anvendes som en flottør, som da på en eller annen måte er koblet til tilførselsinnretningen og er innrettet for som reaksjon på dets radiale bevegelse eller dets radiale posisjon å regulere tilførselen av reguleringsvæske på en slik måte at den fri væskeoverflate opprettholdes i den forutbestemte radiale stilling. Som nevnt, anvendes imidlertid fortrinnsvis et og samme væskeoverføringslegeme både for tilførsel og utslipp av væske, hhv. til og fra rotoren.
For å unngå at væskeoverflaten i nevnte romområde i rotoren beveger seg radialt innover fra den forut bestemte stilling, kan rotoren ha et overstrømningsutløp i nevnte romområde. Væske som strømmer ut gjennom dette overstrømsutløp kan enten tillates å forlate rotoren direkte eller fanges opp i et utløpsparti av romområdet og bli ledet ut av rotoren gjennom et ikke-roterende utløpslegeme, for eksempel en avskrellingsskive.
I tilfelle et overstrømningsutløp av den nettopp nevnte art ikke anvendes, men væske ledes ut av nevnte romområde i rotoren direkte gjennom et ikke-roterende utløpslegeme, inneholder den tidligere nevnte utløpskanal som utløpslegemet er forbundet med fortrinnsvis en utløpsventil, som kan reguleres på en slik måte at det opprettholdes et ønsket forutbestemt væsketrykk i utløpskanalen oppstrøms for utløpsventilen. Ventiler av denne art, som er tidligere velkjent under betegnelsen konstanttrykk-ventiler, er innrettet for å slippe gjennom en væskestrøm av varierende størrelse samtidig som det opprettholdes et konstant trykk oppstrøms for ventilen. En ventil av den art gir samme resultat i nevnte romområde av rotoren som et overstrømningsutløp anordnet i dette, for væske som strømmer ut fra rotorens separeringskammer, hvilket vil si at den hindrer en fri væskeoverflate i vedkommende romområde i rotoren fra å bevege seg radialt innenfor et visst forutbestemt radialt nivå.
Nevnte tilførselsinnretning for tilførsel av reguleringsvæske kan følgelig være utstyrt med midler som automatisk tilfører reguleringsvæske til rotoren bare i en slik mengde pr. tidsenhet at en fri væskeoverflate i rotorens romområde ikke beveger seg radialt utover fra den forutbestemte radiale stilling. Også i dette tilfellet kan det anvendes en såkalt konstanttrykk-ventil, som da plasseres i nevnte tilførselskanal og innstilles til å holde væsketrykket nedstrøms for ventilen på en ønsket forut bestemt verdi uavhengig av størrelsen på den væskestrøm som slippes gjennom ventilen. En forutsetning for dette er at den tilførte reguleringsvæske i tilførselskanalen nedstrøms for ventilen har hydraulisk kontakt gjennom det tidligere nevnte væskeoverføringslegemet med den væske som roterer med rotoren i nevnte romområde i denne. Hvis dette forholder seg slik, vil nemlig verdien av væsketrykket i tilførselskanalen utgjøre et mål på den radiale stilling av den fri væskeoverflate i dette romområdet. Et relativt høyt væsketrykk i tilførselskanalen tilsvarer således en forholdsvis liten radial avstand mellom den fri væskeoverflate og rotorens rotasjonsakse, mens et forholdsvis lavt væsketrykk i tilførselskanalen tilsvarer en forholdsvis stor avstand av denne art. Hvis væsketrykket i tilførselskanalen skulle overskride en ønsket eller forutbestemt verdi, lukkes ventilen fullstendig for gjennomstrømning.
Selv i forbindelse med en såkalt hermetisk lukket rotor kan konstanttrykk-ventiler av ovenfor beskrevet art anvendes. Selv i et slikt tilfelle utgjør størrelsen av væsketrykket i tilførselskanalen og i utløpskanalen et mål på den radiale stilling av det grensesnitt som er blitt dannet i rotorens separeringskammer mellom den utseparerte tunge væske og den utseparerte lette væske.
I en foretrukket utførelse av oppfinnelsen vil et væskeoverføringslegeme i den ene strømningsretning kommunisere med nevnte romområde i rotoren, og vil i den andre strømningsretning kommunisere med nevnte tilførselskanal så vel som nevnte utløpskanal. I tilførselskanalen er det anbrakt en innløpsventil i form av en første konstanttrykk-ventil innrettet for å slippe gjennom en varierende mengde av trykksatt reguleringsvæske fra den tidligere nevnte trykk-kilde frem til væskeoverføringslegemet bare i en slik mengde pr. tidsenhet at væsketrykket i tilførselskanalen nedstrøms for innløpsventilen ikke faller under en forutbestemt første verdi. Videre er det i utløpskanalen anbrakt en utløpsventil i form av en andre konstanttrykk-ventil, som da er innstilt for å slippe gjennom en varierende væskemengde i en retning bort fra rotoren, bare i en slik mengde pr. tidsenhet at væsketrykket i utløpskanalen oppstrøms for utløpsventilen ikke vil stige over en forutbestemt andre verdi. Den forutbestemte første verdi kan sammenfalle med den forutbestemte andre verdi, men det bør fortrinnsvis foreligge en viss forskjell mellom disse verdier, da et bedre samvirke i dette tilfellet oppnås mellom den reguleringsfunksjon som utføres av innløpsventilen og den reguleringsfunksjon som utføres av utløpsventilen.
Hvis den forutbestemte første verdi, dvs. trykkverdien for åpning av innløpsventilen, er noe lavere enn den forutbestemte andre verdi, hvilket vil si trykkverdien for å åpne utløpsventilen, så vil den fri væskeoverflate i nevnte romområde i rotoren kunne tillates å bevege seg innenfor visse grenser uten at noen væskestrøm i det hele tatt kommer opp gjennom nevnte væskeoverføringslegeme. Hvis i stedet trykkverdien for åpning av innløpsventilen ligger noe høyere enn trykkverdien for åpning av utløpsventilen, så vil en viss strømning av væske alltid finne sted fra tilførselskanalen til utløpskanalen.
Hvis det kan opprettes en trykk-kilde som avgir reguleringsvæske med nøyaktig et ønsket trykk uavhengig av størrelsen av en tilført strøm av reguleringsvæske, vil det i reguleringsutstyret i henhold til oppfinnelsen bare kreves en eneste konstanttrykk-verdi, nemlig den som befinner seg i utløpskanalen. Hvis det forholder seg slik, så vil denne være i stand til å utføre en arbeidsfunksjon som går ut på å hindre en væskestrøm i den uønskede retning, hvilket vil si fra rotoren tilbake til nevnte trykk-kilde gjennom tilførselskanalen.
I tillegg til det reguleringsutstyr som er beskrevet ovenfor gjelder oppfinnelsen også i forbindelse med en sentrifugalseparator en generell metode av innledningsvis beskrevet art, for å fjerne væske fra nevnte romområde i rotoren på en annen måte enn gjennom nevnte tilførselsinnretning, idet tilfellet rotoren er belastet med en overskuddsmengde av tung væske.
Oppfinnelsen vil bli beskrevet mer detaljert i det følgende under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå: Figur 1 viser skjematisk et lengdesnitt gjennom en rotor som utgjør en del av en sentrifugalseparator, <p>g hvori en reguleringsfremgangsmåte og reguleringsutstyr i henhold til oppfinnelsen kan anvendes, Figurene 2-5 viser skjematisk forskjellige utførelser av reguleringsutstyr i henhold til oppfinnelsen, og Figur 6 viser skjematisk et anlegg bestående av tre sentrifugalseparatorer som er parallellkoblet, og som hver er forsynt med sitt eget reguleringsutstyr i henhold til oppfinnelsen.
Sentrifugalrotoren i figur 1 omfatter et rotorlegeme med et nedre parti 1 og et øvre parti 2, idet disse partier er innbyrdes sammenkoblet ved hjelp av en låsering 3. Rotoren er anordnet på toppen av en vertikal drivaksel 4, som står i forbindelse med det nedre parti 1 av rotorlegemet, og som kan dreies om en rotasjonsakse R.
Inne i rotoren befinner det seg en såkalt fordeler 5, som deler opp rotorens indre i et sentralt innløpskammer 6, samt et ringformet separeringskammer 7 som strekker seg rundt fordeleren. Denne fordeler 5 hviler på midtpartiet av den nedre del 1 av rotorlegemet ved hjelp av vinger som strekker seg radialt og aksialt (ikke vist), og som er fordelt rundt rotasjonsaksen R for rotoren. Gjennom kanaler 8 som danner grenser mellom nevnte vinger, står innløpskammeret 6 i forbindelse med separeringskammeret 7. Et stillestående innløpsrør 9 strekker seg ovenfra aksialt inn i rotoren og munner ut i innløpskammeret 6.
Inne i separeringskammeret 7 er det anordnet et vanlig sett av konusformede separeringsskiver 10, som fastholdes aksialt der hvor de skal befinne seg mellom det øvre parti 2 av rotorlegemet og det nedre parti av fordeleren 5. Hver separeringsskive 10 har likesom den nedre del av fordeleren 5 på sin ytre omkrets et antall forsenkninger fordelt omkring rotasjonsaksen R. Aksialt innrettede forsenkninger av denne art er angitt ved 11.
Den radialt ytterste del av separeringskammeret 7 bærer det nedre rotorlegemeparti 1 flere munnstykker 12 fordelt omkring rotorens sentralakse R. Hvert munnstykke 12 haren gjennomgående kanal, hvorigjennom væske og fint fordelte faststoffer kan slynges ut fra separeringskammeret 7.
Rotordelen 2 bærer en sentral ringformet hette 13, som på sin innside avgrenser et ringformet ytre kammer 14 som er åpent radialt innover mot rotorens dreieakse. På sin utside understøtter det stasjonære innløpsrør 9 et utløpskammer 15 i form av en såkalt avskrellingsskive, som strekker seg radialt utover i utløpskammeret 14.
En radialt indre del 7a i separeringskammeret 7 kommuniserer med utløpskammeret 14 gjennom et overstrømsutløp 16 utformet av en ringformet flens, som i sin tur understøttes av det øvre rotorlegemeparti 2 på sin innside. Overstrømningsutløpet 16 er ikke nødvendig for rotorens arbeidsfunksjon, og kan, hvis så ønskes, kastes. Alternativt kan man kvitte seg med utløpslegemet 15, idet væske som strømmer ut fra separeringskammeret 7 derpå forlater rotoren direkte.
I den nedre del 1 av rotorlegemet er det avgrenset et ringformet område 17, som er åpent radialt innover mot rotorens rotasjonsakse R. Det romområde 17 hvorigjennom kanalene 18 og 19 og flere rør 20 fordelt rundt rotasjonsaksen R kommuniserer med en radialt ytre del 7b av separeringskammeret 7.
Et stillestående væskeoverføringslegeme 21 strekker seg inn i romområdet 17 og er innrettet for enten å lede væske inn i området 17 eller også å lede væske ut fra dette.
En vertikal stiplet linje 22 i separeringskammeret 7 angir en viss radial posisjon i dette kammer.
Sentrifugalrotoren i figur 1 er egnet for behandling av en blanding av olje og vann, samt faststoff som kan være suspendert i denne blanding. Blandingen skal tilføres rotoren gjennom innløpsrøret 9 og for å videreføres fra innløpskammeret 6 gjennom kanalene 8 til separeringskammeret 7. Skjønt fordelingskanaler som er utformet av forsenkninger 11 i separeringsskivene fordeles blandingen mellom de forskjellige mellomrom mellom separeringsskivene 10, og hvori de forskjellige blandingskomponenter separeres fra hverandre. Utseparert olje strømmer således radialt innover, samt videre ut av rotoren gjennom utløpskammeret 14, samt utløpskammeret 15, mens utseparerte faststoffer og vann forlater rotoren gjennom munnstykkene 12.
Hvis de mengder av vann og olje som forlater rotoren gjennom hhv. munnstykkene 12 og utløpslegemet 15, er lik de mengder av vann og olje som utgjør en del av den blanding som tilføres rotoren, vil det bli opprettet en likevektstilstand hvor et grensesnittsjikt mellom utseparert olje og utskilt vann og som bibeholdes på det radiale nivået 22 i separeringskammeret 7. Ingen væske vil da strømme ut av rotoren eller inn i rotoren gjennom det væskeoverførende legemet 21.1 en likevektssituasjon av den beskrevne art antas det at fri væskeoverflater dannes i de forskjellige kamre og romområder av rotoren ved de radiale posisjoner som angitt i figur 1 ved små trekanter. Det antas videre at de utskilte faststoffer forlater rotoren gjennom munnstykkene 12 uten å blokkere disse for utstrømmende utseparert vann.
Alt etter slitasjen av munnstykkene 12 og/eller variasjoner i de mengder av vann og olje som befinner seg i den blanding som tilføres rotoren, vil i praksis imidlertid være umulig, uten bruk av spesielt reguleringsutstyr å opprettholde nevnte grensesnittsjikt mellom olje og vann i separeringskammeret 7 på nevnte radiale nivå 22. Reguleringsutstyr av den art kobles til væskeoverføringslegemet 21 og innstilles gjennom dette til enten å tilføre en variabel mengde reguleringsvæske til rotoren i form av for eksempel vann, nemlig i det tilfellet grensesnittsjiktet i rotoren har en tendens til å forskyves radialt utover fra nivået 22, eller å fjerne en variabel vannmengde fra rotoren i det tilfellet grensesnittsjiktet har en tendens til å forflyttes radialt innover fra nivået 22.
Under henvisning til figurene 2-5 vil det i det følgende bli beskrevet forskjellige utførelser av reguleringsutstyr av denne art og i samsvar med foreliggende oppfinnelse for å opprettholde et grensesnittsjikt mellom olje og vann i den radiale posisjon 22 i separeringskammeret 7.
Figur 2 viser skjematisk en tilførselsinnretning for reguleringsvæske, og som omfatter en trykk-kilde i form av en pumpe 23 og en tilførselskanal 24 forbundet ved si ene ende til utløpet av pumpen 23 og ved sin andre ende til ovenfor nevnte væskeoverføringslegeme 21. Anordnet i denne tilførselskanal 24 befinner det seg en såkalt konstanttrykk-ventil 25 som er innrettet for å kunne justeres til å slippe gjennom trykksatt væske som avgis av pumpen 23, bare så lenge trykket i kanalen 24 nedstrøms for ventilen 25 er lavere enn en forutbestemt innstilt verdi. Hvis trykket blir høyere enn denne forut bestemte verdi, lukkes ventilen. Ventilen 25 er fortrinnsvis innrettet for å slippe gjennom en vekslende mengde væske pr. tidsenhet, hvor denne mengde pr. tidsenhet er avhengig av størrelsen av de trykkvariasjoner som forplanter seg opp i kanalen 24.
Reguleringsutstyr i figur 2 omfatter videre en væskeavløpsinnretning som har en utløpskanal 26 og en konstanttrykk-ventil 27 anordnet i kanalen. Utløpskanalen 26 er likesom tilførselskanalen 24 forbundet med væskeoverføringslegemet 21. Ventilen 27 er innrettet for å kunne innstilles til å slippe gjennom trykksatt væske så lenge trykket i avløpskanalen 26 oppstrøms for ventilen 27 er høyere enn en forutbestemt innstilt verdi. Hvis dette trykk er lavere enn denne forutbestemte verdi, så lukkes ventilen. Likesom ventilen 25 er ventilen 27 fortrinnsvis innrettet for å slippe gjennom en varierende mengde væske pr. tidsenhet. Ventilene 25 og 27 kan være koblet til en regulatorenhet (ikke vist), og ved hjelp av denne kan ventilene innstilles for automatisk å åpnes ved ønskede trykkverdier i kanalene 24 og 26 mellom ventilene.
Væskeoverføringslegemet 21 kan være av forskjellig art innenfor oppfinnelsens ramme. Hvis det er stillestående, hvilket vil si ikke-roterende, slik som vist i figurene 1 og 2, kan det fortrinnsvis omfatte en ringformet skive som omgir rotorens rotasjonsakse R og rager inn i romområdet 17. Det kan danne én eller flere radialt forløpende kanaler, eller kan ta form av én eller flere ringformede kanaler som strekker seg omkring rotasjonsaksen R (se SE 76 670). I begge tilfeller munner kanalene ut i en væske som foreligger i romområdet 17.1 en kanal av én av disse typer vil det ved dreining av rotoren bli frembrakt et væsketrykk, hvis størrelse er avhengig av posisjonen av den fri væskeoverflate på det væskelegemet som roterer sammen med rotoren i romområdet 17. Nevnte posisjon av væskeoverflaten i romområdet 17 påvirkes i sin tur av forekommende bevegelser av den radiale posisjon av grensesnittsjiktet i separeringskammeret 7 mellom utskilt olje og utseparert vann. Hvis således grensesnittsjiktet i separeringskammeret 7 beveger seg radialt utover, vil også den fri væskeoverflate i romområdet 17 forskyves radialt utover, og trykket i tilførselskanalen 24 og avløpskanalen 26 vi da falle. Ved bevegelse av grensesnittsjiktet radialt innover vil trykket i kanalene 24 og 26 øke mellom ventilene 25 og 27.
Hvis trykket i tilførselskanalen 24 og avløpskanalen 26 har en tendens til å falle under en forutbestemt første verdi, som tilsvarer et såkalt tilførselsnivå for grensesnittsjiktet mellom olje og vann i separeringskammeret 7 noe radialt på utsiden av nivået 22, vil ventilen 25 åpnes slik at vann pumpes ved hjelp av pumpen 23 inn i romområdet 17 og videre gjennom kanalene 18 og 19,samt rørene 20 til separeringskammeret 7. Ventilen 25 blir åpnet i større eller mindre grad alt etter hvor lavt trykket i kanalen 24 faller, og vann blir da pumpet med en slik mengde pr. tidsenhet at grensesnittsjiktet mellom olje og vann i separeringskammeret bibeholdes radialt på innsiden av ovenfor nevnte tilførselsnivå. Det kan hende at ventilen 25 forblir åpen under en betraktelig tidsperiode, for eksempel i det tilfellet grunnen til trykkfallet i kanalen 24 er at én eller flere av munnstykkene 12 er blitt utslitt og forårsaker en uønsket stor utstrømning av vann.
Hvis i stedet trykket i tilførselskanalen 24 og utløpskanalen 26 har en tendens til stige over en forut bestemt andre verdi, som da tilsvarer et såkalt utløpsnivå for grensesnittsjiktet mellom olje og vann i separeringskammeret 7 noe radialt på innsiden av nivået 22, så vil ventilen 27 bli åpnet, slik at vann tillates å forlate romområdet 17 gjennom det væskeoverførende legemet 21 og utløpskanalen 26. Ventilen 27 blir da åpnet i større eller mindre grad alt etter hvor meget trykket i kanalen 26 stiger, og vann slippes da ut gjennom ventilen 27 i en slik mengde pr. tidsenhet at grensesnittsjiktet mellom olje og vann i separeringskammeret bibeholdes radialt på utsiden av det ovenfornevnte utløpsnivå. Også ventilen 27 kan være mer eller mindre åpen under en betraktelig tidsperiode.
Som det vil være klargjort tillates en viss radial bevegelse av nevnte grensesnittsjikt mellom et såkalt tilførselsnivå og et såkalt utløpsnivå på hver side av det radiale nivå 22. Det vil være mulig å velge én og samme trykkverdi for de to nevnte trykkverdier, hvorved ventilene 25 og 27 skal åpnes for å bibeholde grensesnittsjiktet i separeringskammeret 7 nøyaktig på radialnivået 22. Dette vil imidlertid gjøre det vanskelig å oppnå en stabil regulering av åpnings- og lukkebevegelsene for de to ventiler.
En alternativ mulighet for å unngå ustabilitet i reguleringen av de to ventilene 25 og 27 er å tillate ventilene samtidig å være noe åpne og slippe gjennom en liten mengde væske så lenge grensesnittsjiktet i separeringskammeret 7 befinner seg mellom nevnte tilførselsnivå og nevnte utløpsnivå. I dette tilfellet bør da ventilen 27 være innstilt til å begynne å åpnes ved et trykk i kanalen 24 og 26 som er noe lavere enn det trykk hvorved ventilen 25 bør begynne å åpnes. Hvis trykket i kanalene 24, 26 har en tendens til å stige, så vil ventilen 27 bli åpnet mer, mens ventilen 25 lukkes, og hvis trykket har en tendens til å falle, så vil i stedet ventilen 25 bli åpnet mer, mens ventilen 27 lukkes.
Figur 3 viser en annen utførelse av reguleringsutstyret i henhold til oppfinnelsen. I dette tilfellet er tilførselskanalen 24 forbundet med et første væskeoverføringslegeme 28 for tilførsel av væske til romområdet 17 i rotoren, mens utløpskanalen 26 er forbundet med et andre væskeoverføringslegeme 29 for avløp av væske fra romområdet 17. Hvis så ønskes, kan
væskeoverføringslegemene 28 og 29 være utført i et stykke, men ha separate kanaler som kommuniserer med hhv. tilførselskanalen 24 og utløpskanalen 26.
Reguleringsutstyret i henhold til fig. 9 arbeider i prinsipp på samme måte som det som er angitt i figur 2. Den eneste forskjell er at i figur 3 kommuniserer tilførselskanalen 24 med utløpskanalen 26 indirekte gjennom væskelegemet i rotorområdet 17 og ikke direkte slik som i figur 2.
Figur 4 viser en tredje utførelse av reguleringsutstyret i henhold til oppfinnelsen, og som skiller seg fra den utførelse som er angitt i figur 1 ved at ingen konstanttrykk-verdi er anordnet i tilførselskanalen 24.1 stedet antas det i dette tilfellet at den valgte trykk-kilde 23 i seg selv er av en slik art at den kan avgi en varierende mengde væske til tilførselskanalen 24, slik at et forutbestemt trykk kan opprettholdes i denne, og hvis trykket i tilførselskanalen har en tendens til å stige over det forut bestemte trykk, vil ikke lenger noen væske bli avgitt. Hvis nødvendig, kan en tilbakeslagsventil være anordnet i tilførselskanalen 24 for å hindre uønsket væskestrøm fra rotorområdet 17 til trykk-kilden 23. Hvis trykk-kilden 23 utgjøres av en roterende pumpe, kan dennes pumpekapasitet være regulerbar ved hjelp av en innretning som avføler trykket i tilførselskanalen 24 eller trykket på et visst radialt nivå i væskelegemet i romområdet 17. Alternativt kan det være anordnet en innretning for å føle den radiale posisjon av den fri væskeoverflate i romområdet 17.1 alle tilfeller haren avfølingsprosess av denne art som formål å avføle den radiale posisjon av det grensesnittsjikt som dannes i separeringskammeret mellom olje og vann. I stedet kan derfor en innretning være anordnet for direkte avføling av radialposisjonen av nevnte grensesnittsjikt.
Enhver egnet innretning kan anvendes for å avføle posisjonen av nevnte grensesnittsjikt for regulering av trykk-kilden 23 eller for eksempel en ventil i tiførselskanalen 24 på en slik måte at dette grensesnittsjikt ikke forskyves radialt utenfor et ønsket område i separeringskammeret 7.
På tilsvarende måte kan en hvilket som helst egnet innretning for avføling av nevnte grensesnittsjiktsposisjon for eksempel anvendes for å regulere en ventil i utløpskanalen 26 på en slik måte at grensesnittsjiktet ikke beveger seg radialt utenfor et ønsket område i separeringskammeret 7.
Det som er blitt beskrevet ovenfor under henvisning til figur 4 gjelder selv om, slik som i figur 3, tiførselskanalen 24 kommuniserer med utløpskanalen 26 bare indirekte gjennom væskemengden i rotorområdet 17.
Figur 5 viser en fjerde utførelse av reguleringsutstyret i henhold til oppfinnelsen. I dette tilfellet er det tidligere omtalte romområdet i rotoren oppdelt i to kamre 17a og 17b ved hjelp av en ringformet skillevegg 30. Tilførselskanalen 24 er, lik som i figurene 2 og 3, utstyrt med en konstanttrykk-ventil 25 og er forbundet med et væskeoverføringslegeme 31, som strekker seg inn i kammeret 17a.
Kammeret 17a kommuniserer med rotorens separeringskammer 7 gjennom de tidligere omtalte kanaler 18 og 19 og rørene 20 (se figur 1). Konstanttrykk-ventilen 25 er innstilt på en slik måte at den etter behov slipper igjennom trykksatt vann, som tilføres fra pumpen 23, bare i en slik mengde pr. tidsenhet som er påkrevet for å unngå at grensesnittsjiktet mellom olje og gass i separeringskammeret 7„ beveger seg radialt utover fra nevnte forutbestemte tilførselsnivå. Dette tilførselsnivå for grensesnittsjiktet tilsvarer den radiale posisjon av den fri væskeoverflate i kammeret 17a som er vist til høyre for rotorens rotasjonsakse R i figur 5. Hvis denne fri væskeoverflate i kammeret 17a har en tendens til å bevege seg radialt utover, så åpnes ventilen 25 slik at ytterligere vann pumpes inn i kammeret 17a. Hvis væskeoverflaten i kammeret 17a har en tendens til å bevege seg radialt innenfor den radiale posisjon som nettopp er nevnt, vil ventilen 25 bli lukket.
Hvis væskeoverflaten i kammeret 17a beveges videre radialt innover, så vil den radialt indre kant av skilleveggen 30 til slutt gjøre tjenester som et overstrømningsutløp for vann som da vil flyte over i det nedre kammer 17b. Den fri væskeoverflate i kammeret 17a vil da befinne seg i en posisjon som vist til venstre for rotorens rotasjonsakse R i figur 5.
Det vann som strømmer over til kammeret 17b ledes ut av dette ved hjelp av et væskeoverføringslegeme 32, som er forbundet med utløpskanalen 26.
Mens det væskeoverførende legemet 31 fortrinnsvis har én eller flere radiale kanaler for tilførsel av vann til kammeret 17a, så er
væskeoverføirngslegemet 32 fortrinnsvis utformet som et vanlig avskallingslegeme, for eksempel en avskailingsskive, for raskest mulig utpumping av vann fra kammeret 17b.
I utførelsen i henhold til figur 5 behøves ingen reguleringsventil i utløpskanalen 26, da skilleveggen 30 tjener som et overstrømsutløp fra kammeret 17a, slik at den fri væskeoverflate i kammeret 17a således forblir ved det radiale nivå av overstrømsutløpet så lenge en overskuddsmengde av vann forlater rotorens separeringskammer 7 gjennom kammeret 17a.
Figur 5 viser to forskjellige posisjoner for den fri væskeoverflate i kammeret 17b. Til venstre for rotorens rotasjonsakse R er posisjonen av væskeoverflaten vist i det tilfellet væske pumpes ut av rotoren, og til høyre for rotasjonsaksen R er væskeoverflatens posisjon vist i det tilfellet ingen væske pumpes ut av rotoren.
Ved bruk av den utførelse av oppfinnelsen som er vist i figur 5 kan det være hensiktsmessig å unngå et fast radialt overstrømningsutløp 16 i rotorutløpet for utseparert olje (se figur 1). I dette tilfellet anvendes i stedet utløpslegemet 15 fortrinnsvis på kjent måte for innstilling av et ønsket nivå for den fri væskeoverflate i utløpskammeret 14, og derved også i separeringskammeret 7. Hvis så ønskes kan da et radialt bevegelig og justerbart utløpslegeme anvendes, for eksempel av den art som er vist i WO 97/27946.
Et radialt bevegelig og justerbart utløpslegeme av denne art kan også anvendes i rotorens romområde 17 i de utførelser av oppfinnelsen som er angitt i figurene 2-4 for å oppfylle arbeidsfunksjonen for de væskeoverførende legemer 21 eller 28 og/eller det væskeoverførende legemet 29.
Muligheten for radial justering av den fri væskeoverflate i utløpskammeret 14 og/eller i romområdet 17 til et ønsket nivå, for eksempel ved hjelp av et radialt bevegelig utløpslegeme, kan være ønskelig for innstilling av posisjonen for det tidligere nevnte grensesnittsjikt i separeringskammeret i det tilfellet det opptrer densitetsforandringer i det ene av eller begge de væskekomponenter som separeres i rotoren.
Figur 6 viser skjematisk et anlegg som omfatter tre sentrifugalseparatorer A, B og C som er koblet i parallell og hver kan reguleres ved hjelp av reguleringsutstyr i henhold til oppfinnelsen.
I en beholder 33 bibeholdes vann i en ønsket mengde og ved en ønsket temperatur. For dette formål er det anordnet en innløpskanal 34, en utløpskanal 35, en flottør 36 og ventiler 37 og 38 i hhv. innløpskanalen 34 og utløpskanalen 35, og som reguleres av flottøren. En oppvarmingsinnretning er vist skjematisk ved 39.
En pumpe 40 er anordnet for pumping av vann etter behov fra beholderen 33 til hver av de tre tilførselskanaler 24a, 24b og 24c, som hver tilsvarer tilførselskanalen 24 i figurene 2-5. Hvert reguleringsutstyr omfatter også en utløpskanal 26a, 26b eller 26c, som tilsvarer utløpskanalen 26 i figurene 2-5, samt konstanttrykk-ventiler 25 og 27 i de forskjellige tilførsels- og utløpskanalen Utløpskanalene 26a-c munner ut i en felles kanal 41, som da kan føre overskuddsvann fra utløpskanalene 26a-c til beholderen 33.
En regulatorenhet 42 er forbundet med samtlige konstanttrykk-ventiler 25 og 27 for justering av disse, slik at de åpnes og lukkes ved forutbestemte trykk i kanalene 24a-c og 26a-c. Til denne regulatorenhet kan det også være koblet følerinnretninger innrettet for å avføle forskjellige parametere, slik som temperatur, trykk, viskositet etc. for væsker i de forskjellige deler av behandlingsanlegget. Som respons på forandrede verdier av slike parametere kan regulatorenheten 42 være innrettet for å forandre innstillingen av nevnte ventiler eller alternativt utstyr som kan foreligge for påvirking av væskestrømmene i kanalene 24a-c og 26a-c.
De reguleringsutstyr for sentrifugalseparatorene A, B og C er vist i samsvar med den utførelse av oppfinnelsen som er angitt i figur 2. De kan imidlertid også være utført i samsvar med hvilke som helst av de utførelser som angitt i figurene 2-5.
Anlegget i figur 6 kan anvendes for behandling av en blanding som inneholder olje, vann og sand. En slik behandling finner sted i forbindelse med prosesser for utvinning av olje fra oljesand og utføres vanligvis ved hjelp av munnstykkeseparatorer av den art som er vist i figur 1. Hver av sentrifugalseparatorene A, B og C i figur 6 antas da å være en munnstykkesentrifuge av denne art.
For å unngå at olje ledsager sandpartikler ut gjennom munnstykkene 12, må en viss vannmengde opprettholdes under hele separeringsprosessen i den radialt ytterste del 7b i sentrifugalrotorens separeringskammer. Hvis blandingen av olje, vann og sand som tilføres sentrifugalrotoren ikke har et tilstrekkelig innhold av vann, må ytterligere vann tilsettes under den pågående separering. Slik tilførsel bør gjøres nøyaktig i samsvar med behov, slik at det grensesnittsjikt som dannes mellom separert olje og utskilt vann i sentrifugalrotorens separeringskammer opprettholdes på et ønsket radialt nivå. Ved dette oppnås det best mulige separeringsresultat. Det er også ønskelig at temperaturen av det tilførte tilsatsvann er korrekt, hvilket vil si en temperatur som er blitt valgt for å oppnå best mulig separeringsresultat i separeringskammeret. For dette formål er oppvarmingsinnretningen 39 anordnet i forbindelse med beholderen 33 for det vann som skal tilføres sentrifugalseparatorene A-C i drift.
Under visse trinn av separeringsprosessen kan det inntreffe at den væskeblanding som tilføres sentrifugalseparatorene inneholder mer vann enn det som kan forlate sentrifugalseparatorene gjennom munnstykkene 12. Slikt overskuddsvann vil da strømme ut gjennom romområdene 17 i de sentrifugale rotorene (se figur 1) og ledes ut av disse gjennom utløpskanalene 26a-c og deres felles samlekanal 41 til beholderen 33.
Når reguleringsutstyr i henhold til oppfinnelsen anvendes i forbindelse med munnstykkeseparatorer av den art som er beskrevet her, kan det være fordelaktig å dimensjonere vedkommende munnstykker på en slik måte at alt det vann som utsepareres fra den væskeblanding som tilføres sentrifugalrotorene kan strømme ut gjennom munnstykkene, men en liten mengde ytterligere vann konstant tilføres nevnte romområder 17 i sentrifugalrotorene for å opprettholde de fri væskeoverflater i disse områder på et uforandret radialt nivå.
Reguleringsutstyr i henhold til oppfinnelsen kan naturligvis også anvendes i forbindelse med en hermetisk lukket sentrifugalrotor, hvilket vil si en sentrifugalrotor hvor romområdet 17 er ment å være fullstendig fylt med væske og står i forbindelse med det indre av et stillestående væsketilførselslegeme, som da danner tetninger mot den dreibare sentrifugalrotor.

Claims (17)

1. Reguleringsutstyr for en sentrifugalseparator for separering av en lett væske med forholdsvis lav densitet fra en tung væske med forholdsvis høy densitet i en blanding som inneholder disse to væsker, idet sentrifugalseparatoren omfatter: - en rotor (1-3), som er dreibar om en rotasjonsakse (R) og som danner et innløp (9) for nevnte blanding, et separeringskammer (7) som kommuniserer med nevnte innløp (9) og har et radialt indre parti (7a) og et radialt ytre parti (7b), hvor disse partier under en separeringsprosess bringes til å inneholde hhv. utseparert lett væske og utseparert tung væske, samt et romområde (17) som kommuniserer med nevnte radialt ytre parti (7b) av separeringskammeret (7) på en slik måte at det under en separeringsprosess vil inneholde utseparert tung væske, men ikke utseparert lett væske, idet reguleringsutstyret videre omfatter - en tiførselsinnretning for tilførsel til rotoren av en reguleringsvæske med høyere densitet enn nevnte lette væske, hvor nevnte tilførselsinnretning har en trykk-kilde (23) for tilførsel av trykksatt reguleringsvæske og en tilførselskanal (24), hvis ene ende er forbundet med trykk-kilden (23) for å motta trykksatt reguleringsvæske, og hvis andre ende er tilsluttet et væskeoverføringslegeme (21) for innføring av trykksatt reguleringsvæske til rotoren, idet tilførselsinnretningen videre er innrettet for etter behov å tilføre reguleringsvæske til rotoren bare i en slik mengde pr. tidsenhet som er påkrevet for å unngå at et grensesnittsjikt som dannes i separeringskammeret (7) mellom utseparert lett væske på den ene siden og utseparert tung væske eller reguleringsvæske på den andre siden, forflyttes radialt utover fra et forutbestemt radialt tilførselsnivå, og - en utløpsinnretning for utløp av utseparert tung væske og/eller reguleringsvæske fra nevnte romområde (17) i rotoren, når rotoren belastes med en overskuddsmengde tung væske idet utløpsinnretningen er innrettet for å avgi utseparert tung væske og/eller reguleringsvæske fra rotoren i en slik mengde pr. tidsenhet som er påkrevet for å unngå at nevnte grensesnittsjikt forflyttes radialt innover fra et forutbestemt radialt utløpsnivå, karakterisert ved at utløpsinnretningen er utført for avløp av væske fra nevnte romområde (17) i rotoren en annen vei enn gjennom nevnte tilførselsinnretning.
2. Reguleringsutstyr som angitt i krav 1, og hvor nevnte væskeoverførende legeme (21) er innrettet for å tilføre reguleringsvæske til nevnte romområde (17) i rotoren.
3. Reguleringsutstyr som angitt i krav 2, og hvor det væskeoverførende legemet (21) er innrettet for å tilføre reguleringsvæske inn i rotoren fra nevnte tilførselskanal (24) så vel som for utløp av væske fra rotoren til en utløpskanal (26) i utløpsinnretningen.
4. Reguleringsutstyr som angitt i krav 3, og hvor væskeoverføringslegemet (21) danner en kanal hvorigjennom så vel tilførselskanalen (24) som utløpskanalen (26) kommuniserer med nevnte romområde (17) i rotoren.
5. Reguleringsutstyr som angitt i ett av de forutgående krav, og hvor en innløpsventil (25) i form av en såkalt konstanttrykk-ventil er anordnet i tilførselskanalen (24) for reguleringsvæske, samt er innrettet for å slippe gjennom reguleringsvæske fra nevnte trykk-kilde (23) bare i en slik vekslende mengde pr. tidsenhet at væsketrykket i tilførselskanalen (24) nedstrøms for innløpsventilen (25) ikke faller under en forutbestemt innløpsverdi.
6. Reguleringsutstyr som angitt i ett av de forutgående krav, i hvilket utløpsinnretningen omfatter en utløpskanal (26) og en utløpsventil (27) i form av en såkalt konstanttrykk-ventil er anordnet i nevnte utløpskanal (26), samt innrettet for å slippe gjennom væske i en retning bort fra rotoren bare i en slik vekslende mengde pr. tidsenhet at væsketrykket i utløpskanalen (26) oppstrøms for utløpsventilen (27) ikke stiger over en forutbestemt utløpsverdi.
7. Reguleringsutstyr som angitt i ett av de forutgående krav, og hvor det væskeoverførende legemet (21) er ikke-roterende og anordnet i det minst delvis i nevnte romområde (17) i rotoren.
8. Reguleringsutstyr som angitt i krav 7, og hvor det væskeoverførende legemet (21) omfatter minst to innbyrdes adskilte hovedsakelig sirkelformede skiver, som er anordnet i nevnte romområde i rotoren og koaksialt med denne, idet området mellom disse skiver står i forbindelse med det omgivende romområdet (17) i rotoren ved omkretskantene av skivene, samt med minst én kanal nærmere rotorens rotasjonsakse for tilførsel av reguleringsvæske til rotoren og/eller avløp av utseparert tung væske fra rotoren.
9. Reguleringsutstyr som angitt i krav 1 eller 2, og hvor rotoren har et overstrømsutløp (30) for nevnte overskuddsmengde av tung væske.
10. Fremgangsmåte for å regulere en separeringsprosess under bruk av en sentrifugalseparator for å separere en lett væske med forholdsvis lav densitet fra en tung væske med forholdsvis høy densitet i en blanding som inneholder disse to væsker, idet sentrifugalseparatoren omfatter: - en rotor (1-3) som er dreibar om en rotasjonsakse (R) og som danner et innløp (9) for nevnte blanding, et separeringskammer (7) i forbindelse med nevnte innløp (9) og med et radialt indre parti (7a) og et radialt ytre parti (7b), hvor disse partier under en separeringsprosess er beregnet på å inneholde hhv. utseparert lett væske og utseparert tung væske, samt et romområde (17) som står i forbindelse med nevnte radialt ytre del av separeringskammeret (7), slik at det under en separeringsprosess vil inneholde utseparert tung væske, men ikke utseparert lett væske, samt reguleringsutstyr som omfatter: - en tiførselsinnretning for tilførsel til rotoren av en reguleringsvæske med høyere densitet enn nevnte lette væske, hvor nevnte tilførselsinnretning har en trykk-kilde (23) for tilførsel av trykksatt reguleringsvæske og en tilførselskanal (24), som ved sin ene ende er tilsluttet trykk-kilden (23) for å motta trykksatt reguleringsvæske, og ved sin andre ende er forbundet med et væskeoverførende legeme (21) for å føre trykksatt reguleringsvæske inn i rotoren, og en utløpsinnretning for utløp av separert tung væske og/eller reguleringsvæske fra romområdet (17) i rotoren, der fremgangsmåten omfatter trinnene med tilføring av reguleringsvæske til rotoren ved hjelp av tilførselsinnretningen bare i en slik mengde pr. tidsenhet som er påkrevet for å unngå at et grensesnittsjikt som dannes i separeringskammeret (7) mellom utseparert lett væske på den ene siden og utseparert tung væske eller reguleringsvæske på den andre siden, forflyttes radialt utover fra et forutbestemt radialt tilførselsnivå, og - utstøting av utseparert tung væske og/eller reguleringsvæske fra nevnte romområde (17) i rotoren, ved hjelp av nevnte utløpsinnretning idet tilfellet rotoren belastes med en overskuddsmengde av tung væske i en slik mengde pr. tidsenhet for å unngå at nevnte grensesnittsjikt forflyttes radialt innover fra et forutbestemt radialt utløpsnivå, karakterisert ved at væske utløper fra nevnte romområde (17) i rotoren når rotoren er belastet med en overskuddsmengde av tung væske en annen vei enn gjennom nevnte tilførselsinnretning.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, og hvor reguleringsvæske tilføres til nevnte romområde (17) i rotoren.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10 eller 11, og hvor et hovedsakelig konstant væsketrykk opprettholdes i nevnte tilførselskanal (24) når reguleringsvæske tilføres rotoren gjennom denne kanal.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, 11 eller 12, i hvilket tung væske og/eller reguleringsvæske utstøtes fra rommet (17) i rotoren ved hjelp av en utløpskanal (26) som kommuniserer med rommet.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, og hvor et hovedsakelig konstant væsketrykk opprettholdes i nevnte utløpskanal (26) når utseparert tung væske avgis fra rotoren gjennom denne kanal.
15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13 eller 14, og hvor reguleringsvæske tilføres rotoren gjennom nevnte tilførselskanal (24) bare når trykket i tilførselskanalen faller under et forut bestemt første trykknivå, og utseparert tung væske avgis fra rotoren gjennom nevnte utløpskanal (26) bare når trykket i utløpskanalen stiger over et forutbestemt andre trykk, som er noe høyere enn nevnte forutbestemte første trykk.
16. Fremgangsmåte som angitt i krav 13 eller 14, og hvor reguleringsvæske tilføres til rotoren gjennom tilførselskanalen (24) bare når trykket i tilførselskanalen (24) faller under en forutbestemt første verdi, og utseparert tung væske avgis fra rotoren gjennom utløpskanalen bare i det tilfellet trykket i utløpskanalen stiger over en forutbestemt andre verdi, som er noe lavere enn nevnte forutbestemte første verdi.
17. Fremgangsmåte som angitt i ett av kravene 13-16, og hvor reguleringsvæske som tilføres rotoren gjennom nevnte tilførselskanal (24) tas fra en beholder (33), og i det minste en del av væske som avgis fra rotoren gjennom nevnte utløpskanal (26) tilføres nevnte beholder (33).
NO20004136A 1998-12-21 2000-08-18 Utstyr for a regulere en sentrifugalseparator og en fremgangsmate for styring av en separeringsprosess NO318615B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9804451A SE514774C2 (sv) 1998-12-21 1998-12-21 Reglerutrustning för centrifugalseparator samt sätt att reglera en separeringsoperation
PCT/SE1999/002037 WO2000037177A1 (en) 1998-12-21 1999-11-10 Control equipment for a centrifugal separator and a method of controlling a separating operation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20004136D0 NO20004136D0 (no) 2000-08-18
NO20004136L NO20004136L (no) 2000-10-18
NO318615B1 true NO318615B1 (no) 2005-04-18

Family

ID=20413777

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20004136A NO318615B1 (no) 1998-12-21 2000-08-18 Utstyr for a regulere en sentrifugalseparator og en fremgangsmate for styring av en separeringsprosess

Country Status (9)

Country Link
US (2) US6616589B1 (no)
EP (1) EP1163055B1 (no)
AT (1) ATE441481T1 (no)
AU (1) AU759620B2 (no)
CA (1) CA2315378C (no)
DE (1) DE69941369D1 (no)
NO (1) NO318615B1 (no)
SE (1) SE514774C2 (no)
WO (1) WO2000037177A1 (no)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE514774C2 (sv) * 1998-12-21 2001-04-23 Alfa Laval Ab Reglerutrustning för centrifugalseparator samt sätt att reglera en separeringsoperation
SE521432C2 (sv) * 1999-06-03 2003-11-04 Alfa Laval Corp Ab Sätt att ställa in ett gränsskikts radiella nivå i en centrifugalseparator
US7479123B2 (en) 2002-03-04 2009-01-20 Therakos, Inc. Method for collecting a desired blood component and performing a photopheresis treatment
US7211037B2 (en) 2002-03-04 2007-05-01 Therakos, Inc. Apparatus for the continuous separation of biological fluids into components and method of using same
SE524469C2 (sv) * 2002-12-12 2004-08-10 Alfa Laval Corp Ab Sätta vid rening av olja från förorenande partiklar i en centrifugalseparator
SE528387C2 (sv) * 2005-03-08 2006-10-31 Alfa Laval Corp Ab Centrifugalseparator och förfarande för separering av en produkt i åtminstone en relativt tung fas och en relativt lätt fas
SE529562C2 (sv) * 2006-02-13 2007-09-18 Alfa Laval Corp Ab Sätt att övervaka centrifugalseparator
SE533360C2 (sv) * 2009-02-24 2010-09-07 Alfa Laval Corp Ab Centrifugalseparator och metod för separering
DK2366457T3 (da) 2010-03-19 2013-06-10 Alfa Laval Corp Ab Anordning og fremgangsmåde til monitorering og justering af et grænsefladelags radiale position i en centrifuge
EP2644278B1 (en) 2012-03-27 2014-12-10 Alfa Laval Corporate AB Centrifugal separator and method of controlling intermittent discharge
ES2540458B1 (es) * 2013-06-04 2016-05-10 Universidad De Jaén Sistema de regulación automático de la salida de la interfase entre agua y aceite de un decantador centrífugo horizontal en el proceso de elaboración de aceite de oliva
CA2870910C (en) * 2013-11-12 2017-09-19 Syncrude Canada Ltd. Method of detecting and controlling e-line loss
ES2807592T3 (es) 2015-04-24 2021-02-23 Alfa Laval Corp Ab Separador centrífugo y métodos relacionados con el mismo
EP3156134B1 (en) * 2015-10-12 2018-07-25 Alfa Laval Corporate AB Centrifugal separator with intermittent discharge of heavy phase

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE76670C1 (no) *
GB330958A (en) 1929-01-03 1930-07-03 Harold William Fawcett Improvements in and relating to centrifugal separators
DK120629B (da) * 1963-06-12 1971-06-21 Separator Ab Fremgangsmåde til ved separering af opslemninger at regulere koncentrationen af det afgående koncentrat, samt anlæg til udøvelse af fremgangsmåden.
US4005817A (en) * 1975-09-18 1977-02-01 Dorr-Oliver Incorporated Nozzle type centrifuge
DE2926237C2 (de) * 1979-06-29 1981-07-02 Westfalia Separator Ag, 4740 Oelde Selbstentleerende Klärtrommel
SE418459B (sv) * 1979-09-05 1981-06-09 Alfa Laval Ab Centrifugalseparator
SE8302215D0 (sv) * 1983-04-20 1983-04-20 Alfa Laval Marine Power Eng Centrifugalseparator
SE440487B (sv) * 1983-12-21 1985-08-05 Alfa Laval Marine Power Eng Anordning vid centrifugalseparator
DE3601814A1 (de) 1986-01-22 1987-07-23 Westfalia Separator Ag Verfahren und vorrichtung zum trennen von zwei fluessigen phasen mittels einer zentrifuge
SE458507B (sv) * 1987-06-24 1989-04-10 Alfa Laval Marine Power Eng Foerfarande vid drift av en centrifugalseparator samt centrifugalseparator foer genomfoerande av foerfarandet
SE501246C2 (sv) * 1987-12-17 1994-12-19 Kyffhaeuser Maschf Artern Gmbh Anordning för automatisk konstanthållning av vätsketrycket i vätskeförande ledningar, exempelvis vid utloppet hos centrifugseparatorer
JPH0286856A (ja) * 1988-09-22 1990-03-27 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 遠心分離機の制御方法
DE4242526C1 (de) * 1992-12-16 1994-02-10 Westfalia Separator Ag Schleudertrommel zum Konzentrieren suspendierter Feststoffe
US5944649A (en) * 1997-01-24 1999-08-31 Alfa Laval Ab Method and device for the supply of control liquid to a centrifugal separator
SE514774C2 (sv) * 1998-12-21 2001-04-23 Alfa Laval Ab Reglerutrustning för centrifugalseparator samt sätt att reglera en separeringsoperation
SE520744C2 (sv) * 1999-03-08 2003-08-19 Alfa Laval Corp Ab Förfarande och anordning för indikering av ett oönskat drifttillstånd vid en centrifugalseparator

Also Published As

Publication number Publication date
SE514774C2 (sv) 2001-04-23
US6616589B1 (en) 2003-09-09
AU759620B2 (en) 2003-04-17
US6953423B2 (en) 2005-10-11
DE69941369D1 (de) 2009-10-15
EP1163055B1 (en) 2009-09-02
SE9804451L (sv) 2000-06-22
AU1592400A (en) 2000-07-12
US20050054505A1 (en) 2005-03-10
EP1163055A1 (en) 2001-12-19
NO20004136L (no) 2000-10-18
CA2315378A1 (en) 2000-06-29
NO20004136D0 (no) 2000-08-18
ATE441481T1 (de) 2009-09-15
WO2000037177A1 (en) 2000-06-29
CA2315378C (en) 2003-01-28
SE9804451D0 (sv) 1998-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO318615B1 (no) Utstyr for a regulere en sentrifugalseparator og en fremgangsmate for styring av en separeringsprosess
AU2008271581B2 (en) Three-phase separator
RU2563272C2 (ru) Устройство и способ для мониторинга и регулирования радиального положения слоя на границе раздела в центрифуге с выгружающими соплами
NO338646B1 (no) En sentrifugalseparator og en fremgangsmåte for separering av et produkt
EP1019196B1 (en) Centrifugal separator with control device
US3938734A (en) Controlling system for the displacement of the specifically lighter liquid components from a self-emptying separator
US20090298666A1 (en) Three Phase Separator
US1921181A (en) Centrifugal separator
CA2753349C (en) Centrifugal separator and method for separating
NO314838B1 (no) Sentrifuge og fremgangsmåte for regulering av strömmen av fluider for separering av förste og andre fluider
NO180350B (no) Fremgangsmåte og apparat for senking av trykket i en væskeblanding
CN113164981B (zh) 控制离心分离器的方法以及离心分离器
JPS63252560A (ja) 遠心分離機
US3445062A (en) Centrifugal separator apparatus
EP4378591A1 (en) Valuable phase discharge system for centrifuges
US2174272A (en) Means for regulating discharge from centrifugal separators
JP2020058987A (ja) 遠心分離装置
JP2020058986A (ja) 遠心分離装置
NO300672B1 (no) Separator
NO131567B (no)

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired