PL194709B1 - Sposób i urządzenie do usuwania z ciała ciekłego mieszaniny ciekłej, która tworzy warstwę powierzchniową na tym ciele ciekłym oraz rozdzielania mieszaniny ciekłej na jedną, stosunkowo lekką ciecz i jedną, stosunkowo ciężką ciecz - Google Patents

Abstract

1. Sposób usuwania z ciala cieklego mieszaniny cieklej, która tworzy warstwe powierzchniowa na tym ciele cieklym oraz rozdzielania mieszaniny cieklej na jedna, stosunkowo lekka ciecz i jedna, stosunkowo ciezka ciecz, w którym powoduje sie najpierw przeplyw mieszaniny cieklej w warstwie powierzchniowej z ciala cieklego ponad przelewowym elementem wylotowym do komory gromadza- cej, a nastepnie mieszanine te pompuje sie stamtad do separatora odsrodkowego, znamienny tym, ze mieszanine ciekla pompuje sie z komory gromadzacej (15) w góre do obracajacego sie wirnika odsrodkowego (10) w separatorze odsrodkowym, za pomoca elementu pompujacego (17), który pola- czony jest z wirnikiem odsrodkowym (10) i obraca sie wraz z nim oraz rozciaga w dól do mieszaniny cieklej w komorze gromadzacej (15), a mieszanine ciekla pompowana do obracajacego sie wirnika odsrodkowego (10) rozdziela sie na jedna stosunkowo lekka ciecz i jedna, stosunkowo ciezka ciecz wewnatrz obracajacego sie wirnika odsrodkowego (10). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do usuwania z ciała ciekłego mieszaniny ciekłej, która tworzy warstwę powierzchniową na tym ciele ciekłym oraz rozdzielania mieszaniny ciekłej na jedną, stosunkowo lekką ciecz i jedną, stosunkowo ciężką ciecz.

W warsztatach wykorzystujących obrabiarki do toczenia i skrawania elementów metalowych istnieje zapotrzebowanie na sposób i urządzenie powyższego rodzaju służące do oczyszczania cieczy stosowanych w chłodzeniu obrabiarek. Ciecze chłodzące tego rodzaju są zwykle cieczami na bazie wody i ulegają one w trakcie stosowania zanieczyszczeniu przez, między innymi, niewielkie ilości oleju, takiego jak olej hydrauliczny i olej smarujący, używanego przy pracy obrabiarek. Olej tego rodzaju powoduje powstanie nieprzyjemnego zapachu i czyni z upływem czasu ciecze chłodzące nieużyteczne, o ile nie zostanie on z tej cieczy chłodzącej usunięty. Znane jest oczyszczanie cieczy chłodzących z oleju przy zastosowaniu separatora odśrodkowego. W praktyce odbywa się to tak, że ciekłej mieszaninie w postaci cieczy chłodzącej i niepożądanego oleju umożliwia się odpłynięcie z warstwy powierzchniowej ciała ciekłego zawierającego ciecz chłodzącą przeznaczoną do oczyszczenia, przez przelewowy element wylotowy do komory gromadzącej, skąd mieszanina ciekła pompowana jest przez urządzenie pompujące takiego czy innego rodzaju do separatora odśrodkowego.

Nawet w innych dziedzinach istnieje zapotrzebowanie na sposób i urządzenie służące do usuwania względnie ciężkiej cieczy od niewielkich ilości względnie lekkiej cieczy. Ciecze wykorzystywane jako ciecze chłodzące muszą być zatem często uwalniane od lekkich, unoszących się zanieczyszczeń tak, żeby dana ciecz mogła być wykorzystana ponownie.

Sposób usuwania z ciała ciekłego mieszaniny ciekłej, która tworzy warstwę powierzchniową na tym ciele ciekłym oraz rozdzielania mieszaniny ciekłej na jedną, stosunkowo lekką ciecz i jedną, stosunkowo ciężką ciecz, w którym powoduje się najpierw przepływ mieszaniny ciekłej w warstwie powierzchniowej z ciała ciekłego ponad przelewowym elementem wylotowym do komory gromadzącej, a następnie mieszaninę tę pompuje się stamtąd do separatora odśrodkowego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że mieszaninę ciekłą pompuje się z komory gromadzącej w górę do obracającego się wirnika odśrodkowego w separatorze odśrodkowym, za pomocą elementu pompującego, który połączony jest z wirnikiem odśrodkowym i obraca się wraz z nim oraz rozciąga w dół do mieszaniny ciekłej w komorze gromadzącej, a mieszaninę ciekłą pompowaną do obracającego się wirnika odśrodkowego rozdziela się na jedną stosunkowo lekką ciecz i jedną, stosunkowo ciężką ciecz wewnątrz obracającego się wirnika odśrodkowego.

Przelewowy element wylotowy unosi się na ciele ciekłym i/lub mieszaninie ciekłej w komorze gromadzącej.

Korzystnie przelewowy element wylotowy jest pionowo ruchomy względem elementu pompującego i powoduje się przepływ mieszaniny ciekłej z ciała ciekłego do komory gromadzącej tym samym strumieniem, którym mieszaninę ciekłą pompuje się przy zastosowaniu elementu pompującego do wirnika odśrodkowego.

Korzystnie mieszaninę ciekłą prowadzi się do komory gromadzącej wokół całego obwodu elementu pompującego.

Mieszaninę ciekłą pompuje się w górę poprzez obracający się element pompujący z komory gromadzącej do wirnika odśrodkowego, podczas gdy mieszaninę ciekłą znajdującą się ciągle w komorze gromadzącej utrzymuje się bez kontaktu z zewnętrzem przynajmniej części elementu pompującego przy zastosowaniu urządzenia uszczelniającego.

Ponadto stosunkowo ciężką ciecz wydzieloną w wirniku odśrodkowym zawraca się do ciała ciekłego na poziomie niższym niż znajdująca się na nim warstwa powierzchniowa.

Oddzieloną ciężką ciecz prowadzi się z powrotem do ciała ciekłego poprzez kanał biegnący przez komorę gromadzącą.

Urządzenie usuwania z ciała ciekłego mieszaniny ciekłej, która tworzy warstwę powierzchniową na ciele ciekłym oraz rozdzielania tej mieszaniny ciekłej na jedną, względnie lekką ciecz i jedną, względnie ciężką ciecz, które zawiera pionowo ruchomy przelewowy element wylotowy, przez który przelewa się mieszanina ciekła z warstwy powierzchniowej ciała ciekłego, pojemnik gromadzący do przyjmowania mieszaniny ciekłej przelanej przez przelewowy element wylotowy, a także separator odśrodkowy do przyjmowania mieszaniny ciekłej z pojemnika gromadzącego oraz do rozdzielania jej na jedną, względnie lekką ciecz i jedną, względnie ciężką ciecz, według wynalazku charakteryzuje się tym, że separator odśrodkowy zawiera wirnik odśrodkowy, który połączony

PL 194 709 B1 jest z urządzeniem pompującym który rozciąga się z góry w dół do mieszaniny ciekłej obecnej w pojemniku gromadzącym, a ponadto zawiera urządzenie napędowe, które napędza wirnik odśrodkowy jak również urządzenie pompujące z nim połączone, a także urządzenie pompujące do pompowania mieszaniny ciekłej do wirnika odśrodkowego.

Urządzenie pompujące posiada element pompujący, który połączony jest z wirnikiem odśrodkowym i może obracać się z nim wokół osi obrotu wspólnej dla elementu pompującego i wirnika odśrodkowego.

Korzystnie element pompujący jest cylindryczny i posiada centralny kanał pompujący służący do pompowania mieszaniny ciekłej z pojemnika gromadzącego do wirnika odśrodkowego.

Wirnik odśrodkowy i element pompujący obracają się wokół pionowej osi obrotu.

Element pompujący otoczony jest przez nieobracającą się ścianę, która rozciąga się z góry w dół do mieszaniny ciekłej obecnej w pojemniku gromadzącym, a urządzenie uszczelniające tworzy uszczelnienie pomiędzy nieobracającą się ścianą i obrotowym elementem pompującym tak, że zapobiega to wypłynięciu mieszaniny ciekłej w górę na zewnątrz elementu pompującego w wyniku jego obrotu.

Korzystnie wirnik odśrodkowy zawieszony jest z elastycznego urządzenia zawieszającego, a nieobracająca się ściana zawieszona jest z tego samego elastycznego urządzenia zawieszającego dla uniknięcia wzajemnych ruchów wahadłowych pomiędzy nieobracającą się ścianą, a obrotowym elementem pompującym w trakcie pracy wirnika odśrodkowego.

Urządzenie uszczelniające zawiera pierścieniowy, osiowo ruchomy element uszczelniający oraz środki do wywierania osiowej siły uszczelniającej pomiędzy nieobracającą się ścianą, a obrotowym elementem pompującym.

Korzystnie pierścieniowy element uszczelniający nie obraca się i jest ściskany osiowo o obrotowy element pompujący.

Element pompujący jest cylindryczny, a nieobracający się element uszczelniający ściskany o skrajną powierzchnię obrotowego elementu pompującego.

Korzystnie pojemnik gromadzący zawieszony jest z nieobracającej się ściany.

Wirnik odśrodkowy otoczony jest przez osłonę, która ogranicza przestrzenie służące do przyjmowania oddzielonej, względnie ciężkiej cieczy oraz prowadzenie jej przez kanał biegnący przez pojemnik gromadzący do ciała ciekłego.

W pojemniku gromadzącym rozmieszczone są elementy w postaci skrzydeł do przeciwdziałania obrotowi znajdującej się tam cieczy.

Wynalazek umożliwia oczyszczanie względnie ciężkiej cieczy z niewielkich ilości względnie lekkiej cieczy w prosty i niedrogi sposób, przy zastosowaniu prostego i taniego urządzenia. Urządzenie to powinno być zwarte i łatwo montowane na pojemniku zawierającym oczyszczaną ciecz. Urządzenie to powinno ponadto pracować automatycznie, a pożądany efekt oczyszczania winien być uzyskiwany bez skomplikowanej koordynacji działania separatora odśrodkowego z działaniem urządzenia pompującego wymaganego do pompowania cieczy do separatora odśrodkowego.

Przelewowy element wylotowy może poruszać się pionowo względem elementu pompującego, przy czym mieszanina ciekła przelewa się z ciała ciekłego do pojemnika gromadzącego w ilości na jednostkę czasu odpowiadającej objętości elementu pompującego i/lub odpowiedniego wirnika odśrodkowego.

W celu osiągnięcia pożądanego działania poruszającego się pionowo przelewowego elementu wylotowego zastosowana może być znana wcześniej technika. Przelewowy element wylotowy, może zatem pływać na ciele ciekłym, według opisu patentowego US 3 633 749 lub pływać po mieszaninie ciekłej znajdującej się w komorze gromadzącej, zgodnie z US 5 693 218. Rozważać można również inną technologię automatycznej kontroli ilości mieszaniny ciekłej, która wylewa się z warstwy powierzchniowej ciała ciekłego do komory gromadzącej. Głównym zadaniem przelewowego elementu wylotowego jest dostosowanie napływu nowej mieszaniny ciekłej do komory gromadzącej, do wypływu mieszaniny ciekłej wypompowywanej z komory gromadzącej do wirnika odśrodkowego przy użyciu urządzenia pompującego.

Jeśli poziom warstwy powierzchniowej ciała ciekłego ulega zmianie, wymaga się, aby przelewowy element wylotowy automatycznie się do tego przystosowywał. Wymaga to tego, jeśli komora gromadząca rozgraniczona jest przez pojemnik zbierający posiadający pewne pionowo nieruchome części, aby przynajmniej część jednej ściany pojemnika zbierającego była pionowo ruchoma wraz z przelewowym elementem wylotowym.

PL 194 709 B1

W postaci wynalazku część ściany pojemnika gromadzącego tego rodzaju zawiera mieszek, ale pomiędzy przelewowym elementem wylotowym, a pionowo nieruchomymi częściami wykorzystane mogą być alternatywnie urządzenia uszczelniające innego rodzaju.

W celu oczyszczania mieszaniny ciekłej, która została przeniesiona w wyżej opisany sposób z warstwy powierzchniowej ciała ciekłego do pojemnika gromadzącego w celu dalszego jej transportu do separatora odśrodkowego, sugeruje się według wynalazku, aby separator odśrodkowy posiadał wirnik odśrodkowy, który połączony jest z urządzeniem pompującym, które rozciąga się z góry w dół do mieszaniny ciekłej obecnej w pojemniku gromadzącym, aby separator odśrodkowy posiadał ponadto urządzenie napędowe, które napędza wirnik odśrodkowy, jak również urządzenia pompującego z nim połączonego, oraz urządzenie pompujące do pompowania mieszaniny ciekłej do wirnika odśrodkowego.

To urządzenie pompujące może być zaprojektowane na wiele różnych sposobów. Może zawierać ono korzystnie element pompujący, który połączony jest bezpośrednio z wirnikiem odśrodkowym tak, aby wspólne urządzenie napędowe mogło być dostosowane do obracania wirnika odśrodkowego jak i elementu pompującego przez to same urządzenie transmisyjne. Nie jest to jednakże według wynalazku absolutnie konieczne. Alternatywnie, urządzenie napędowe może być sprzężone z elementem pompującym niezależnie, w którym to przypadku, pomiędzy urządzeniem napędowym, a wirnikiem odśrodkowym albo elementem pompującym, zastosowane być może urządzenie przekładniowe takiego czy innego rodzaju. Najistotniejsze jest to, że zwiększona prędkość obrotowa elementu pompującego, oznaczając zwiększony napływ do wirnika odśrodkowego, przynosi ze sobą odpowiedni wzrost zdolności do rozdzielania wirnika odśrodkowego wskutek jego zwiększonej prędkości obrotowej.

W postaci wynalazku urządzenie pompujące posiada cylindryczny element pompujący, który może obracać się wokół pionowej osi obrotu, i który posiada centralny kanał pompujący służący do przewodzenia mieszaniny ciekłej z pojemnika gromadzącego do wirnika odśrodkowego. Element pompujący może być połączony bezpośrednio z wirnikiem odśrodkowym w celu wykonywania obrotów razem z nim. Urządzenie pompujące tego rodzaju jest bardzo delikatne dla pompowanej cieczy, to jest posiada ono zdolność pompowania cieczy bez poddawania go działaniu ekstremalnie dużych sił dzielących. Siły dzielące tego rodzaju są niekorzystne w tym układzie, ponieważ powodują one niepożądane powstawanie emulsji dwu cieczy, które mają zostać od siebie oddzielone w separatorze odśrodkowym.

Sposób i urządzenie według wynalazku mogą być stosowane do ciągłego oczyszczania cieczy, przy czym oczyszczana ciecz zwracana jest bezpośrednio do ciała ciekłego. Oczyszczona ciecz jest zawracana do poziomu znajdującego się poniżej określonej warstwy powierzchniowej ciała ciekłego tak, aby wstępne rozdzielenie pojawiające się w ciele ciekłym było zaburzane w stopniu tak niewielkim jak tylko jest to możliwe. W urządzeniu według wynalazku zawracanie to wykonywane jest przy użyciu nieruchomej osłony, która otacza wirnik odśrodkowy, i która posiada pewien element zawracający ciągnący się w dół do ciała ciekłego, do tego poziomu.

Obrotowy element pompujący rozciągający się w dół do oczyszczanej cieczy może być cylindryczny. W celu zminimalizowania zwilżonej powierzchni elementu pompującego i/lub uniknięcia tego, aby ciecz pompowana była w górę po zewnętrzu elementu pompującego, jest on otoczony, według kolejnej postaci wynalazku, przez nieobracającą się ścianę rozciągającą się z góry w dół do mieszaniny ciekłej, która w trakcie pracy urządzenia obecna jest w pojemniku gromadzącym, przy czym urządzenie uszczelniające ułożone jest tak, aby tworzyć uszczelnienie pomiędzy nieobracającą się ścianą, a obrotowym elementem pompującym. Urządzenie uszczelniające może posiadać każdą odpowiednią konstrukcję. Przykładowo, na nieobracającej się ścianie umieszczona być może pierścieniowa, tak zwana „wargowa”, uszczelka z kauczuku lub innego elastycznego materiału oraz otaczać może element pompujący i uszczelniać radialnie względem zewnętrznej strony ściany. Alternatywnie, podobna pierścieniowa uszczelka wargowa może być podtrzymywana przez obrotowy element pompujący tak, że dzięki sile odśrodkowej może ona być ściskana radialnie na zewnątrz o otaczającą, nieobracającą się ścianę.

Urządzenie uszczelniające posiada pierścieniowy, ruchomy osiowo element uszczelniający oraz środki dostosowane do wywoływania osiowej siły uszczelniającej pomiędzy nieobracającą się ścianą lub nieobracającymi się elementami z nim połączonymi, a obrotowym elementem uszczelniającym. Element uszczelniający może obracać się razem z elementem pompującym, ale nie obraca się on

PL 194 709 B1 i jest ściskany osiowo o powierzchnię uszczelniającą, korzystnie skrajną powierzchnię obrotowego elementu pompującego.

Nieobracająca się ściana otaczająca element pompujący, zapobiega niepożądanym zetknięciom z elementem pompującym podczas jego obrotów.

Jeśli wirnik odśrodkowy zawieszony jest z elastycznego urządzenia zawieszającego, ściana nieobracająca się i zawieszona jest z tego samego elastycznego urządzenia zawieszającego w celu uniknięcia względnych ruchów wahadłowych pomiędzy obrotowymi i nieobrotowymi powierzchniami uszczelniającymi urządzenia uszczelniającego podczas pracy wirnika odśrodkowego.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie rozdzielające według wynalazku zamontowane na pojemniku zawierającym ciecz przeznaczoną do oczyszczenia w tym urządzeniu, fig. 2 przedstawia to samo urządzenie rozdzielające co na fig. 1, ale z pewnymi jego częściami ukazanymi w przekroju, fig. 3 przedstawia część urządzenia rozdzielającego z fig. 2 w powiększeniu, fig. 4 i 5 ukazują odpowiednio przekroje wzdłuż linii A-A i B-B, z fig. 3.

Figury 1 i 2 przedstawiają pojemnik 1 zawierający ciecz, która może być przeznaczona do zastosowania jako ciecz chłodząca w obrabiarkach służących do toczenia lub skrawania elementów metalowych. Ciecz tego rodzaju może być cieczą na bazie wody i ulega ona w trakcie użytkowania zanieczyszczeniu przez niewielkie ilości oleju. Zużyta ciecz chłodząca kierowana jest do pojemnika 1 przez wlot 2, a oczyszczona ciecz chłodząca opuszcza ten pojemnik przez wylot 3 w celu ponownego wykorzystania do chłodzenia elementów. Podczas obecności w pojemniku 1, ciecz chłodząca tworzy ciało ciekłe 4, w którym olej zanieczyszczający gromadzi się w cienkiej warstwie powierzchniowej na wierzchu ciała ciekłego 4.

Pojemnik 1 posiada poziomą, górną ścianę ograniczającą 5 posiadającą otwór 6, przez który urządzenie rozdzielające według wynalazku wchodzi z góry do pojemnika. Urządzenie rozdzielające, które tworzy samodzielną jednostkę zamontowaną na pojemniku 1, posiada osłonę 7, która zawieszona jest z górnej ściany ograniczającej 5 pojemnika poprzez giętkie urządzenie zawieszające 8. Na rysunku pokazano tylko jedną z trzech części urządzenia zawieszającego 8. Ponadto, urządzenie rozdzielające zawiera silnik 9, który przymocowany jest do górnej części osłony 7, a także wirnik odśrodkowy 10 (fig. 2) zawieszony z silnika i otoczony przez osłonę 7. Silnik ten dostosowany jest do napędzania wirnika odśrodkowego 10 wokół pionowej osi obrotu R.

Urządzenie rozdzielające zawiera ponadto pojemnik gromadzący 11, który podtrzymywany jest przez osłonę 7 w pojemniku 1 w taki sposób, że jest on otaczany przez ciało ciekłe 4. Pojemnik gromadzący 11 posiada płytę dna 12, ścianę otaczającą w postaci mieszka 13, kołową w przekroju i przymocowaną w dolnej swej części do płyty dna 12, a także pierścieniowy pływak 14, który przymocowany jest do górnej części mieszka 13. Pływak 14 unosi się na ciele ciekłym 4 oraz tworzy przelewowy element wylotowy, przez który warstwa powierzchniowa ciała ciekłego 4 może wpływać do pojemnika gromadzącego 11. Górna strona pływaka posiada kilka radialnych wnęk lub rowków, przez które wpływać może do pojemnika gromadzącego ciecz, równomiernie rozłożoną wokół całego pływaka. Rowki te nadają pływakowi stabilność tak, że porusza się ona w takim samym stopniu wokół całego swego obwodu.

Figura 2 pokazuje, że pojemnik gromadzący 11 ogranicza komorę gromadzącą 15 do mieszaniny ciekłej wchodzącej do niej przez przelewowy element wylotowy (pływak 14). Mieszanina ciekła składa się głównie z cieczy chłodzącej, która jest stosunkowo ciężka oraz niewielkiej ilości oleju, który jest stosunkowo lekki. Ponadto, fig. 2 pokazuje, że płyta dna 12 pojemnika gromadzącego podtrzymywana jest przez osłonę 7 przy użyciu rękawa 16.

Wirnik odśrodkowy 10 unosi w swej dolnej części rurowy, nieco stożkowy element pompujący 17, który rozciąga się w dół do komory gromadzącej 15. Element pompujący 17, który przymocowany jest do wirnika odśrodkowego 10 przy użyciu zabezpieczającego pierścienia sprężynującego 18, otoczony jest przez zasadniczo cylindryczną, nieobracającą się ścianę 19, która opiera się na osłonie 7 i rozciąga z obszaru powyżej ciała ciekłego 4 w dół do komory gromadzącej 15. W swej niższej części ściana 19 dźwiga urządzenie uszczelniające 20 do uszczelnienia o najniższą część elementu pompującego 17 tak, aby mieszanina ciekła obecna w komorze gromadzącej 15 nie weszła w kontakt z zewnętrzem elementu pompującego 17. Urządzenie uszczelniające 20 opisane jest szczegółowo poniżej w nawiązaniu do fig. 3.

PL 194 709 B1

Wirnik odśrodkowy 10 może być wirnikiem konwencjonalnego typu i z tego względu nie jest tu szczegółowo opisywany. Bliższe opisy wirnika odśrodkowego odpowiedniego rodzaju są znane z opisów patentowych, przykładowo EP 312 233 B1, EP 312 279 B1, WO 96/33021 i WO 96/33022.

Wirnik odśrodkowy 10 posiada komorę wlotową 21, przez którą kanał 22 komunikuje się z komorą separacyjną 23. Ponadto, wirnik odśrodkowy 10 posiada pierwszy wylot 24 dla rozdzielonej, względnie lekkiej cieczy, w tym przypadku oleju, oraz drugi wylot 25 dla rozdzielonej, względnie ciężkiej cieczy, w tym przypadku cieczy chłodzącej na bazie wody. Osłona 7 posiada pierwszy wylot 26 do przyjmowania rozdzielonego oleju opuszczającego wirnik odśrodkowy przez jego wylot 24 oraz drugi wylot 27 do przyjmowania rozdzielonej cieczy chłodzącej opuszczającej wirnik odśrodkowy przez jego wylot 25.

Oddzielony olej prowadzony jest zatem przez wylot 26 do odpowiedniego odbiornika podczas, gdy oddzielona ciecz chłodząca prowadzona jest przez przestrzenie w osłonie 7 z powrotem do ciała ciekłego 4. Osłona 7 jest zatem tak zbudowana, że oddzielona ciecz chłodząca prowadzona jest na zewnątrz nieruchomej ściany 19, która otacza element pompujący 17, w dół i poprzez rękaw 16. Jak można zauważyć na fig. 2, w osłonie 7 znajduje się ograniczona komora powrotna 28, w której zwrócona, oczyszczona ciecz chłodząca tworzy ciało ciekłe, którego uwolniona płynna powierzchnia w trakcie działania urządzenia rozdzielającego znajdować się będzie nieco powyżej płynnej powierzchni ciała ciekłego 4.

Figura 3 przedstawia w większej skali niż fig. 2 pojemnik gromadzący 11 oraz urządzenie uszczelniające 20. Jak można zauważyć, urządzenie uszczelniające zawiera ruchomy osiowo element uszczelniający 29. Poprzez użycie górnej części w postaci rękawa, uszczelnia on z wewnętrzną stroną nieruchomą, cylindryczną ścianę 19, a także, poprzez użycie cylindrycznej, niższej części, służy do uszczelnienia z obrotowym elementem pompującym 17. Sprężyna gwintowa 30 spoczywająca na skrzydłach 31 uszczelnia o element pompujący 17. W tym celu również element pompujący dźwiga w swej najniższej części element uszczelniający 32 obracający się wraz z nim. Elementy uszczelniające 29 i 32 opierają się o siebie wzajemnie poprzez osiowo skierowane do siebie powierzchnie uszczelniające.

Wspomniane skrzydła 31 połączone są z płytą dna 12 i przeznaczone są, poza podtrzymywaniem sprężyny 30, do przeciwdziałania obrotowi cieczy w pojemniku gromadzącym 15 w obszarze niższej części elementu pompującego 17. Jak można zauważyć, przynajmniej jedno ze skrzydeł 31 rozciąga się na całym odcinku w górę do otworu wlotowego elementu pompującego w obszarze elementu uszczelniającego 32.

Figura 4 przedstawia przekrój przez element pompujący 17 wzdłuż linii A-A z fig. 3. Jak można zauważyć, element pompujący 17 posiada trzy wewnętrzne, rozciągające się osiowo i radialnie, skrzydła 33 przeznaczone do porywania cieczy przy obrocie elementu pompującego.

Figura 5 przedstawia przekrój przez osłonę 1 wzdłuż linii B-B z fig. 3. Jak można zauważyć, nawet zewnętrze osłony 1 posiada trzy skrzydła 34 rozciągające się zarówno radialnie, jak i osiowo. Skrzydła 34 mają za zadanie, podobnie jak skrzydła 31, przeciwdziałanie obrotowi cieczy w komorze gromadzącej 15.

Urządzenie rozdzielające według wynalazku działa w następujący sposób.

Pływak 14 wykonany jest tak, że dopóki w pojemniku gromadzącym 11 nie ma cieczy, może on pływać na ciele ciekłym 4, ale tylko do takiego poziomu, że warstwa powierzchniowa ciała ciekłego przepływa ponad pływakiem 14 do pojemnika gromadzącego 11. Gdy powierzchnia cieczy w pojemniku gromadzącym 11 zbliża się do pływaka 14, jest on wprawiany w ruch również przez ciecz w pojemniku gromadzącym 11. Następnie pływak 14 podnoszony jest w górę do poziomu, który blokuje dalsze wlewanie się cieczy do pojemnika gromadzącego 11. Następuje to zanim powierzchnia cieczy w pojemniku gromadzącym 11 osiągnie ten sam poziom co powierzchnia cieczy w otaczającym pojemniku 1.

Po uruchomieniu silnika 9 w celu napędzania wirnika odśrodkowego 10 i połączonego z nim elementu pompującego 17, wokół osi obrotu R, ciecz pompowana jest przez element pompujący 17 z pojemnika gromadzącego 11 w górę i do wirnika odśrodkowego 10. Powierzchnia cieczy następnie opada w pojemniku gromadzącym 11, przez co zanurza się również nieco pływak 14, a nowa ciecz wpływa do pojemnika gromadzącego 11 z warstwy powierzchniowej ciała ciekłego 4. Jeśli z pojemnika gromadzącego 11 wypompowywany jest równomierny strumień cieczy, powierzchnia cieczy dostosowana będzie do pewnego poziomu, jak można zauważyć na fig. 2 i 3, i taka sama ilość cieczy wpływać będzie przez pływak 14, co wypływać przez element pompujący 17.

PL 194 709 B1

W elemencie pompującym 17 powstaje zasadniczo cylindryczna powierzchnia cieczy, jak pokazano na fig. 2, która rozciąga się na całą długość z niższej części elementu pompującego do komory wlotowej 21 wirnika odśrodkowego. W ciele ciekłym, które powstaje w ten sposób w elemencie pompującym 17, i które porywane jest w swym obrocie przez skrzydła 33 (fig. 4), ciecz przepływa osiowo w górę jak zilustrowano to strzałkami na fig. 2 i 3. Centralnie w elemencie pompującym 17 znajduje się pozostawiona wypełniona powietrzem przestrzeń, która, jeśli jest to wymagane, może łączyć się z powietrzem otaczającym element pompujący 17. W tym celu element pompujący 17 może dźwigać małą rurkę, która rozciąga się ze środka elementu pompującego radialnie na zewnątrz elementu pompującego. Rurka tego rodzaju oznaczona jest liniami kropkowanymi na fig. 2 w górnej części elementu pompującego 17.

Ciecz wpływająca do komory wlotowej 21 wirnika odśrodkowego 10 przez element pompujący 17 prowadzona jest stamtąd przez kanał wlotowy 22 do komory separacyjnej 23. W komorze tej rozmieszczony jest zestaw stożkowych dysków separacyjnych, które tworzą pomiędzy sobą cienkie przestrzenie rozdzielające. W przestrzeniach rozdzielających rozdzielane są niewielkie krople oleju zawieszonego w cieczy chłodzącej poprzez zepchnięcie ich przez siłę odśrodkową w kierunku osi obrotu wirnika odśrodkowego i na zewnątrz przez wylot 24. Ciecz chłodząca uwolniona od oleju odpływa zrazu w kierunku od osi obrotu wirnika odśrodkowego poza przestrzenie rozdzielające, a następnie przez jeden lub więcej kanałów gromadzących z powrotem w kierunku osi obrotu do wylotu 25 wirnika odśrodkowego, przeznaczonego dla oczyszczonej cieczy chłodzącej.

Podczas, gdy oddzielony olej prowadzony jest przez wylot 26 w osłonie 7 do odpowiedniego odbiornika, oczyszczona ciecz chłodząca prowadzona jest przez wylot 27 z powrotem do ciała ciekłego 4 w pojemniku 1. Ciecz chłodząca jest zatem prowadzona z wylotu 27 do komory powrotnej 28, a stamtąd przez rurę 16 na zewnątrz do ciała ciekłego 4.

Ponieważ ilość oddzielonego od cieczy chłodzącej oleju jest bardzo mała, do ciała ciekłego 4 zwracany jest strumień cieczy o zasadniczo takim samym natężeniu, co przechodzący przez pływak 14 do pojemnika gromadzącego 11. Powstaje pewna różnica poziomów pomiędzy powierzchniami cieczy w komorze powrotnej 28 i otaczającym pojemniku 1, jak pokazano na fig. 2 i 3.

Jak zilustrowano to również na fig. 2 i 3, obecne są utworzone w obszarze pływaka 14 dwie szczególne powierzchnie cieczy bezpośrednio wewnątrz i na zewnątrz mieszka 13. Te powierzchnie cieczy powstają, ponieważ po spodniej stronie pływaka, zarówno wewnątrz jak i na zewnątrz pojemnika gromadzącego 11, zostało uwięzione powietrze. Należy wspomnieć, że nadciśnienie powstałe w uwięzionym powietrzu przyczynia się do zdolności unoszenia się pływaka.

Jak można rozumieć, pływak 14 dostosowuje swoje położenie do ilości cieczy obecnej w pojemniku 1 podczas, gdy płyta dna 12 utrzymywana jest na niezmienionym poziomie. Można zauważyć ponadto, że pojemność pompowania elementu pompującego 17 jest automatycznie zwiększana, jeśli pojemność rozdzielania wirnika odśrodkowego zwiększana jest przez zwiększanie jego prędkości obrotu. Pod wpływem takiego wzrostu pojemności pompowania, wzrasta automatycznie napływ cieczy do pojemnika gromadzącego 11 z ciała ciekłego 4.

Pojemnik gromadzący 11 nie musi być koniecznie dźwigany przez osłonę 7, która otacza wirnik odśrodkowy 10 oraz element pompujący 17. Alternatywnie, może on być utrzymywany przez pojemnik 1, przykładowo może stać na jego dnie. Również nieruchoma ściana 19, która otacza element pompujący 17 i podpiera część urządzenia uszczelniającego 20, nie musi być unoszona przez osłonę 7. Nawet ściana 19 może być alternatywnie dźwigana przez pojemnik 1. Jednakże układ pokazany na rysunku jest korzystny z kilku powodów. Dla działania urządzenia uszczelniającego 20 korzystne jest, aby obydwa ze współdziałających elementów uszczelniających 29 i 32 dźwigane były przez jedno i to samo urządzenie zawieszające. Ponieważ urządzenie zawieszające obrotowego wirnika odśrodkowego 10 powinno być elastyczne i, w związku z tym, obrotowa część urządzenia uszczelniającego 20 winna być zawieszona elastycznie, elastycznie zawieszona winna być również nieobracająca się część urządzenia uszczelniającego.

Ponadto, ponieważ nieobracająca się ściana 19 wokół elementu pompującego 17 jest korzystnie elastycznie zawieszona, korzystne jest także, aby pojemnik gromadzący 11 był zawieszony elastycznie z tego samego urządzenia zawieszającego. Dzięki temu na przykład, ściana 19 lub inne elementy z nią połączone mogą być używane do prowadzenia pionowych ruchów pływaka 14. W pokazanym układzie, do takiego prowadzenia wykorzystywane są skrzydła 34 (fig. 5).

Claims (19)

1. Sposób usuwania z ciała ciekłego mieszaniny ciekłej, która tworzy warstwę powierzchniową na tym ciele ciekłym oraz rozdzielania mieszaniny ciekłej na jedną, stosunkowo lekką ciecz i jedną, stosunkowo ciężką ciecz, w którym powoduje się najpierw przepływ mieszaniny ciekłej w warstwie powierzchniowej z ciała ciekłego ponad przelewowym elementem wylotowym do komory gromadzącej, a następnie mieszaninę tę pompuje się stamtąd do separatora odśrodkowego, znamienny tym, że mieszaninę ciekłą pompuje się z komory gromadzącej (15) w górę do obracającego się wirnika odśrodkowego (10) w separatorze odśrodkowym, za pomocą elementu pompującego (17), który połączony jest z wirnikiem odśrodkowym (10) i obraca się wraz z nim oraz rozciąga w dół do mieszaniny ciekłej w komorze gromadzącej (15), a mieszaninę ciekłą pompowaną do obracającego się wirnika odśrodkowego (10) rozdziela się na jedną stosunkowo lekką ciecz i jedną, stosunkowo ciężką ciecz wewnątrz obracającego się wirnika odśrodkowego (10).

2. Sposób według zas^z. 1, tym, że przelewowy elemeni wylotowy (14) unosi się na ciele ciekłym (4) i/lub mieszaninie ciekłej w komorze gromadzącej (15).

3. Spooób według zass^. t albo 2, znamienny tym, że preelewowy element wymowy j(4) j ess pionowo ruchomy względem elementu pompującego (17) i powoduje się przepływ mieszaniny ciekłej z ciała ciekłego (4) do komory gromadzącej (15) tym samym strumieniem, którym mieszaninę ciekłą pompuje się przy zastosowaniu elementu pompującego (17) do wirnika odśrodkowego (10).

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym. że mieszaninę ciekką prowadzi się do komory gromadzącej (15) wokół całego obwodu elementu pompującego (17).

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że mieszaninę cćekłą pompuje się w górę poprzez obracający się element pompujący (17) z komory gromadzącej (15) do wirnika odśrodkowego (10) podczas, gdy mieszaninę ciekłą znajdującą się ciągle w komorze gromadzącej (15) utrzymuje się bez kontaktu z zewnętrzem przynajmniej części elementu pompującego (17) przy zastosowaniu urządzenia uszczelniającego (20).

6. Sposób według zas^z. 1, znamienny tym, że stosunkowo ciężką οϊβοζ wydzieloną w wirniku odśrodkowym (10) zawraca się do ciała ciekłego (4) na poziomie niższym niż znajdująca się na nim warstwa powierzchniowa.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że oddzieloną ciężką ciecz prowadzi się z powrotem do ciała ciekłego (4) poprzez kanał (28, 16) biegnący przez komorę gromadzącą (15).

8. Urządzenie usuwania z ciała ciekłego mieszaniny ciekłejj która tworzy warsiwę powierzchniową na ciele ciekłym oraz rozdzielania tej mieszaniny ciekłej na jedną, względnie lekką ciecz i jedną, względnie ciężką ciecz, które zawiera pionowo ruchomy przelewowy element wylotowy, przez który przelewa się mieszanina ciekła z warstwy powierzchniowej ciała ciekłego, pojemnik gromadzący do przyjmowania mieszaniny ciekłej przelanej przez przelewowy element wylotowy, a także separator odśrodkowy do przyjmowania mieszaniny ciekłej z pojemnika gromadzącego oraz do rozdzielania jej na jedną, względnie lekką ciecz i jedną, względnie ciężką ciecz, znamienne tym, że separator odśrodkowy zawiera wirnik odśrodkowy (10), który połączony jest z urządzeniem pompującym, które rozciąga się z góry w dół do mieszaniny ciekłej obecnej w pojemniku gromadzącym (11), a ponadto zawiera urządzenie napędowe, które napędza wirnik odśrodkowy (10) jak również urządzenie pompujące z nim połączone, a także urządzenie pompujące do pompowania mieszaniny ciekłej do wirnika odśrodkowego (10).

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym. że urządzenie pomp^ące posiada elemen pompujący (17), który połączony jest z wirnikiem odśrodkowym (10) i może obracać się z nim wokół osi obrotu R wspólnej dla elementu pompującego i wirnika odśrodkowego.

10. Urządzenie według zasirz. 9, znamienne tym, że elemeni pomp^ący (17) jesi cyllndryczny i posiada centralny kanał pompujący służący do pompowania mieszaniny ciekłej z pojemnika gromadzącego (11) do wirnika odśrodkowego (10).

11. Urządzenie według zasirz. 9 albo 10, znamienne tym, że wii^nilk odśrodkowy (10) i elemeni pompujący (17) obracają się wokół pionowej osi obrotu R.

12. Urządzenie według zastrz. 9 albo 10, albo 11, znamienne tym, że element pompujący (17) otoczony jest przez nie obracającą się ścianę (19), która rozciąga się z góry w dół do mieszaniny ciekłej obecnej w pojemniku gromadzącym (11), a urządzenie uszczelniające (20) tworzy uszczelnienie pomiędzy nie obracającą się ścianą (19) i obrotowym elementem pompującym (17)

PL 194 709 B1 tak, że zapobiega to wypłynięciu mieszaniny ciekłej w górę na zewnątrz elementu pompującego (17) w wyniku jego obrotu.

13. Urządzenie według zastrz. 12, znamienne tym, że wir^nil^ odśrodkowy (10) zawieszony jest z elastycznego urządzenia zawieszającego (8), a nie obracająca się ściana (19) zawieszona jest z tego samego elastycznego urządzenia zawieszającego (8) dla uniknięcia wzajemnych ruchów wahadłowych pomiędzy nie obracającą się ścianą (19), a obrotowym elementem pompującym (17) w trakcie pracy wirnika odśrodkowego (10).

14. Urządzenie według zastrz. 13, znamienne tym, że urządzenie uszczelniające (20) zawiera pierścieniowy, osiowo ruchomy element uszczelniający (29) oraz środki (30) do wywierania osiowej siły uszczelniającej pomiędzy nie obracającą się ścianą (19), a obrotowym elementem pompującym (17).

15. Urządzenie według zastrz. 14, znamienne tym, że pierścieniowy element uszczelniający (29) nie obraca się i jest ściskany osiowo o obrotowy element pompujący (17).

16. Urządzenie według zas^z. 15, znamienne tym, że eMmeni pompujący j17) j ess cyllndryczny, a nie obracający się element uszczelniający (29) ściskany o skrajną powierzchnię obrotowego elementu pompującego (17).

17. Urządzenie według 13 albo 14, znamienne t^r^, że poćemnik gromadzący (111 zawieszony jest z nie obracającej się ściany (19).

18. Urządzenie według zastrz. 17, znamienne tym, że wirnik odśrodkowy (10) otoczony jest przez osłonę (7), która ogranicza przestrzenie (27) służące do przyjmowania oddzielonej, względnie ciężkiej cieczy oraz prowadzenie jej przez kanał (28, 16) biegnący przez pojemnik gromadzący (11) do ciała ciekłego (4).

19. Urządzenie według zastrz. 18, znamienne tym, że w poćemniku gromadzącym (11) rozmieszczone są elementy (31) w postaci skrzydeł do przeciwdziałania obrotowi znajdującej się tam cieczy.