RO119347B1 - Dispozitiv de evacuare şi separator centrifugal - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un dispozitiv de evacuare şi la un separator centrifugal alcătuit dintr-un corp de rotor (1), care susţine, la interior, un distribuitor (2) şi un separator (3). În interiorul corpului de rotor (1) se află, cu posibilităţi de rotire în jurul axei proprii (26), un element de evacuare (29), curbat, prevăzut cu un orificiu de admisie (30) menţinut permanent în interiorul unui volum de lichid aflat într-o cameră de evacuare (15) când rotorul centrifugal este în funcţiune. Acest element de evacuare (29) este susţinut de o ţeavă de evacuare (24) şi de un arc pretensionat corespunzător, care creează posibilitatea ca elementul de evacuare (29) să prezinte o extensie radială.ŕ

Description

Invenția se referă la un dispozitiv de evacuare și la un separator centrifugal, utilizate la separarea și evacuarea lichidelor.

Este cunoscut un ansamblu de separare a fluidelor (publicația EP 0300 618 A1) format dintr-un rotor centrifugal alcătuit dintr-un corp al rotorului, corp care are o parte inferioară, fixată pe un arbore vertical, pentru antrenarea în mișcare de rotație a acestei părți inferioare. Tot pe arborele respectiv mai este montată o glisieră și un perete despărțitor, inferior, de formă conică.

Coaxial cu partea inferioară a corpului rotorului, se află o parte superioară a acestui corp de rotor, iar în spațiul format de aceste părți componente ale corpului rotorului, se află montată glisieră respectivă, în contact etanș, prin intermediul unei garnituri inelare cu partea superioară a corpului rotorului.

Lichidul care urmează a fi separat prin centrifugare este adus prin intermediul unei conducte în interiorul unei camere de admisie, formată de peretele despărțitor de formă conică și de o altă piesă tot de formă conică.

Datorită forței centrifuge, lichidele care trebuie separate, având densități diferite, sunt centrifugate spre pereții interiori ai corpului rotorului.

Lichidul cu densitate mai mare este evacuat, intermitent, printr-o fantă care se formează între cele două părți ale corpului rotorului, iar celălalt component, datorită unui perete despărțitor superior și de formă conică și datorită unui pachet de discuri, este dirijat spre niște camere de evacuare amplasate la partea superioară a corpului rotorului.

Lichidul separat este preluat din aceste camere de evacuare, cu ajutorul unui dispozitiv de evacuare, alcătuit din niște conducte concentrice cu conducta de admisie. Conductele de evacuare sunt prevăzute cu niște racorduri care pătrund în camerele de evacuare. Aceste racorduri sunt în legătură, pe altă parte, cu conductele de evacuare, iar pe altă parte, cu niște mijloace de preluare a lichidului separat.

Dispozitivele de evacuare cunoscute necesită un consum mare de energie, chiar dacă respectivele racorduri de evacuare au o adâncime mică în volumul de lichid rotitor. în plus, dispozitivele de evacuare, cunoscute, sunt aranjate într-un mod care le fac instabile ca mijloace de sesizare a nivelului.

Astfel, aceste dispozitive de evacuare nu vor funcționa în mod satisfăcător, dacă apar deranjamente în rotirea volumului de lichid, de exemplu, la mișcări de balansare sau pendulare a rotorului centrifugal. în timpul producerii acestor mișcări, forțele exercitate de către volumul de lichid, care se rotește asupra elementului de evacuare, se modifică foarte rapid și o dată fiind construcția elementelor de evacuare, menționate anterior, volumul de lichid care se rotește va presa aceste elemente de evacuare mai adânc decât se dorește în volumul de lichid. Datorită acestui fapt, se pot provoca oscilații mari în deplasările radiale ale elementului de evacuare, deplasări care nu corespund deplasărilor radiale ale suprafeței lichidului și în consecință, nu poate fi dat un semnal corect despre poziția radială, efectivă, a suprafeței lichidului.

Un alt ansamblu de separare -evacuare (US 4.622. 029) este prevăzut cu un sistem de pompare a lichidului din camera de evacuare.

Lichidele separate, de obicei, sunt conduse în afara rotorului, în mod continuu. Când lichidele separate sunt conduse în afara rotorului, în mod continuu, elementele de evacuare imobile radial, nu creează probleme de aceeași amploare, în timpul operației de separare, ca atunci când unul din lichide se descarcă în mod intermitent, deoarece deplasările radiale ale suprafețelor lichidului, din canalele de evacuare ale rotorului, sunt relativ mici. Totuși o problemă apare în această privință, de fiecare dată când evacuarea periferică a rotorului centrifugal pentru particule grele trebuie să se deschidă. Pentru a evita ca prea mult lichid ușor separat să se piardă prin evacuarea periferică, la fiecare asemenea deschidere,

RO 119347 Β1 camera de separare este umplută, total sau parțial, cu lichid greu, separat înainte ca eva- 50 cuarea periferică să se deschidă. Acest lucru se realizează în așa fel, încât evacuarea pentru lichid greu, separat, se închide, după care lichidul ușor separat se deplasează radial spre interior și în afară, prin evacuarea centrală, destinată pentru lichidul ușor prin întreruperea alimentării obișnuite cu suspensie la rotor și înlocuirea ei printr-o alimentare numai cu lichid greu separat în prealabil. 55 în timpul unei asemenea deplasări a lichidului ușor, separat, numai stratul de interfață dintre lichidul ușor și lichidul greu se deplasează în camera de separare, radial spre interior. De asemenea, suprafața lichidului greu, separat din camera de evacuare pentru lichid greu se deplasează radial spre interior.

Alte rotoare centrifugale cunoscute sunt alcătuite dintr-o parte inferioară, fixată strâns 60 pe un arbore central și o parte superioară, montată cu posibilități de demontare, pe partea inferioară a rotorului, prin intermediul unui inel de strângere. în interiorul corpului, rotorul se află montat o glisieră fixată la marginea ei inferioară, radială, cu partea inferioară a corpului rotorului care se rotește în jurul axei glisierei.

Legătura dintre glisieră și partea inferioară a corpului rotorului se realizează prin 65 intermediul unui disc plat, solidarizat puternic cu porțiunea centrală a părții superioare a corpului rotorului și un inel având secțiunea necirculară. Inelul respectiv este blocat într-un spațiu axial aflat între discul plat și porțiunea marginală interioară a glisierei. Discul plat presează porțiunea marginală pe un umăr cu care a fost prevăzută partea inferioară a corpului rotorului. < ’ 70

Glisiera formează în corpul rotorului o cameră de separare și o cameră de închidere, glisiera în acest caz având rolul de perete despărțitor între cele două camere.

O porțiune marginală exterioară, radială, a glisierei, împreună cu suprafața inferioară a părții superioare a corpului rotorului, formează o fantă îngustă care se extinde pe întregul traseu din jurul axei centrale a rotorului centrifugal. Partea inferioară a corpului rotorului pre- 75 zintă o serie de orificii, dispuse radial, distribuite în jurul axei centrale. Porțiunea marginală a glisierei este în contact etanș prin intermediul unei garnituri inelare, cu partea cilindrică exterioară a părții inferioare a corpului rotorului. Această porțiune marginală a glisierei respective este destinată să se deplaseze axial, în raport cu cele două părți ale rotorului asigurând etanșarea pe partea inferioară a corpului rotorului, astfel încât o comunicare sub formă 80 de fantă poate fi deschisă intermitent între camera de separare și orificiile de la partea inferioară a corpului rotorului. Partea inferioară a corpului rotorului mai prezintă o serie de canale străpunse, care se extind, axial, din partea interioară a camerei de închidere.

Pentru alimentarea cu lichid, care va fi supus operației de separare prin centrifugare, s-a prevăzut o conductă de admisie, care se deschide într-o cameră centrală de primire, 85 înconjurată de către un perete despărțitor tronconic și comunică cu camera de separare, prin intermediul unor canale distribuite în jurul axei centrale de rotație. Peretele despărțitor, care separă camera de prindere de camera de separare, este fixat la partea inferioară a corpului rotorului. O parte inelară inferioară a peretelui despărțitor susține în camera de separare un pachet de discuri de separare de formă tronconică. 90

Porțiunea radială, amplasată în zona cea mai interioară a părții superioare a corpului rotorului, formează un orificiu de evacuare din camera de separare, acesta având rolul unui orificiu de preaplin.

Acest rotor nu este prevăzut și cu un dispozitiv corespunzător pentru evacuarea lichidului separator. 95

Problema care trebuie rezolvată, în cazul rotoarelor centrifugale, prevăzute cu dispozitiv de evacuare, constă în realizarea unei descărcări intermitente a lichidului greu separat, aflat în camera de evacuare.

RO 119347 Β1

Un obiectiv al prezentei invenții este de a prevedea un dispozitiv de evacuare, care să înlăture dezavantajele dispozitivelor de evacuare cunoscute.

Problema a fost rezolvată cu ajutorul unui dispozitiv de evacuare, la care elementul de evacuare prezintă o astfel de formă, încât în timpul funcționării rotorului centrifugal acesta se extinde, din partea liberă de lichid din camera de evacuare, în volumul de lichid aflat în această cameră, printr-o zonă a suprafeței libere a lichidului, zonă care se situează în aval de un punct de pe suprafața liberă a lichidului. Acest punct este amplasat pe prelungirea unei linii drepte trasată din axa de rotație a rotorului centrifugal, prin numita axă de rotație. Zona respectivă, în care elementul de evacuare se extinde prin suprafața liberă a lichidului este situată între punctul respectiv și, un loc de pe suprafața liberă a lichidului situat diametral opus față de punctul menționat, raportat la sensul de rotație al rotorului.

Preferabil, orificiul de admisie din elementul de evacuare, în timpul funcționării rotorului centrifugal, se plasează astfel încât o rază care se extinde din axa de rotație a rotorului centrifugal prin respectivul orificiu de admisie, formează un unghi cuprins între 80° și 100°, preferabil 90°, cu linia dreaptă care se extinde prin axa de rotație. Prin formarea acestui unghi între elementul de evacuare și suprafața de lichid a volumului de lichid în rotație, în zona orificiului de admisie, se modifică cât mai puțin posibil deplasările radiale ale suprafeței lichidului și ale elementului de evacuare.

Preferabil, canalul de evacuare din elementul de evcauare, are o extensie determinată, astfel încât lichidul care curge prin orificiul de admisie, în timpul funcționării rotorului centrifugal este forțat să-și modifice direcția de curgere în canalul de evacuare, în așa fel încât, în acest canal de evacuare, o forță de reacție va acționa asupra elementului de evacuare cu tendința de rotire a acestui element de evacuare în jurul axei de rotație, către axa de rotație a rotorului centrifugal.

în plus, la exemplul preferat de realizare a prezentei invenții, cel puțin o parte a exteriorului elementului de evacuare ce se prevede a fi în contact cu volumul de lichid rotativ, se înclină, în raport cu sensul de rotație a volumului de lichid, în așa fel încât elementul de evacuare va fi acționat de către volumul de lichid care se rotește cu o forță ascensională, orientată în sens invers față de forța comandată. Preferabil, această parte exterioară a elementului de evacuare formează un unghi mai mic de 10° cu suprafața liberă a lichidului din camera de evacuare, în zona respectivei părți axterioare, având contact cu volumul de lichid din camera respectivă.

Forța comandată trebuie să fie independentă de forțele rezultate din rotirea volumului de lichid. în cazul cel mai simplu, forța comandată poate fi obținută cu ajutorul unui arc de construcție obișnuită. Ca alternativă, de exemplu, un corp (putând fi elementul de evacuare) poate fi adaptat prin greutatea lui și prin intermediul unor suprafețe înclinate, să determine ca elementul de evacuare să fie presat de către o forță constantă prestabilită, spre în afară, către și parțial în volumul de lichid care se rotește.

Conform unei alte alternative, forța comandată poate fi realizată cu mijloace pneumatice.

La dispozitivul de evacuare, conform invenției, elementul de evacuare, mobil și deplasabil radial poate fi determinat, în mod automat, să urmeze deplasării axiale ale suprafeței libere a lichidului volumului de lichid care se rotește și tot timpul, cu mare precizie, să fie menținut imersat la minimum, în volumul de lichid, independent de faptul că se descurcă sau nu lichidul prin intermediul dispozitivului de evacuare.

într-o variantă mai simplă de realizare a dispozitivului de evacuare, conform invenției, elementul de evacuare nu este rotativ în jurul axei de rotație a rotorului. Totuși nu este limitat a se folosi dispozitivul de evacuare, conform invenției, în legătură cu elementele de evacuare capabile să se rotească în jurul axei de rotație a rotorului, la o viteză diferită de cea a rotorului.

RO 119347 Β1 în conceptul inventiv al invenției, elementul de evacuare poate fi folosit ca un element de răzuire, adică să fie astfel format, încât acest element să transforme mișcarea de rotație 150 a lichidului din camera de evacuare în presiune, când lichidul este descărcat din camera de evacuare.

Descărcarea lichidului din camera de evacuare cu ajutorul elementului de evacuare poate fi realizată, ca alternativă, numai cu ajutorul presiunii care se creează în lichid din camera respectivă, presiune determinată de rotirea rotorului. 155

Dispozitivul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

- elementul de evacuare, deplasabil radial, poate urmări automat deplasările radiale ale suprafeței libere a lichidului;

- elementul de evacuare poate fi folosit pentru un reglaj dorit al poziției radiale a suprafeței libere a lichidului; 160

- funcționează cu un consum redus de energie.

Invenția va fi prezentată, în continuare, în legătură și cu fig. 1...3, care reprezintă:

- fig.1, schema funcțională a ansamblului rotor centrifugal-dispozitiv de evacuare;

- fig.2, secțiune parțială prin rotorul centrifugal prezentat în fig.1;

- fig.3, secțiune în plan orizontal prin dispozitiv. 165

Ansamblul, prezentat în fig.1, este alcătuit dintr-un rotor centrifugal, prevăzut cu un corp de rotor 1 care susține, în interior, un distribuitor 2 și un separator 3.

Distribuitorul 2 are o parte inelară 4, o parte conică, suprioară 5 și o parte conică, inferioară 6. Separatorul 3 este alcătuit dintr-un perete despărțitor cilindric 7, din niște pereți 8 și 9, cu suprafață plană și dintr-un perete despărțitor conic 10. între peretele despărțitor, 170 conic 10 și partea conică inferioară 6, a distribuitorului, s-a prevăzut un pachet de discuri separatoare, tronconice 11, care cu ajutorul unor elemente de distanțare, nereprezentate, sunt menținute la o anumită distanță unul față de celălalt.

Corpul de rotor 1, distribuitorul 2, separatorul 3 și discurile separatoare 11 se rotesc împreună în jurul unei axe de rotație, centrală, 12. 175 în interiorul rotorului, în zona centrală a acestuia, este formată, de către distribuitorul 2, o cameră de admisie 13. în jurul distribuitorul 2 se formează, între acesta și corpul de rotor 1, o cameră de separare 14. Radial, în interiorul peretelui despărțitor, cilindric, 7, este formată, axial, între pereții despărțitori 8 și 9, o cameră de evacuare, inferioară 15. Deasupra peretelui despărțitor, inelar 8 este formată între acesta și corpul de rotor 1, o cameră de eva- 180 cuare, superioară, 16.

Camera de admisie 13 comunică cu camera de separare 14 prin intermediul unor canale 17, care se exind radial sau în alt mod. Camera de separare 14 comunică cu camera de evacuare inferioară 15, prin intermediul unui orificiu de prea-plin, format de către marginea interioară, radială, a peretelui despărțitor inelar 9 și cu camera de evacuare superioară 185 16, prin intermediul unor canale 19.

O țeavă de admisie, fixă 20 se extinde către partea superioară, în corpul de rotor 1 și este deschisă la extremitatea sa inferioară, în camera de admisie 13. Partea superioară a țevii de admisie 20 este înconjurată, concentric, de către o țeavă de evacuare 21. Cele două țevii 20 și 21 formează între ele un canal de evacuare 22. Canalul de evacuare 22, la 190 partea lui inferioară, comunică cu interiorul unui element de răzuire 23, amplasat în camera de evacuare inferioară 15.

O altă țeavă de evacuare 24 este susținută cu ajutorul unui suport 25 de către țeava de evacuare 21 în așa fel, încât aceasta se poate roti în jurul unei axe de rotație, laterală 26, care se extinde paralel cu axa de rotație 12 a rotorului și la o anumită distanță față de 195 aceasta. Țeava de evacuare 24 este pusă în legătură cu o conductă de evacuare 27 în care

RO 119347 Β1 s-a prevăzut un ventil de închidere 28. Forma țevii de evacuare 24 poate fi văzută cel mai bine în fig.2. După cum se poate observa în această figură, partea inferioară a țevii de evacuare 24, situată în camera inferioară de evacuare 16, formează un element de evacuare, curbat 29, care se extinde în jurul unei părți a țevii de evacuare 21 și are un orificiu de admisie 30 pe partea lui situată mai departe față de axa de rotație 12 a rotorului.

Partea țevii de evacuare care se extinde paralel cu axa de rotație 12 a rotorului, susține un arc 31. Arcul 31, format din câteva spire, înconjoară țeava de evacuare 24 și cu o porțiune de capăt 32, se fixează pe această țeavă de evacuare, iar cu cealaltă porțiune de capăt 33 se sprijină elastic pe țeava de evacuare 24, prin intermediul unei forțe comandate, cunoscute, în sens antiorar, în jurul axei de rotație 26, văzută de sus în jos în fig. 1. în acest fel, arcul 31 presează elementul de evacuare 29 în sensul depărtării de axa de rotație 12 a rotorului, în camera de evacuare 16.

Un element opritor, neprezentat, este prevăzut pentru a limita rotirea în sens antiorar a elementului de evacuare 24, astfel încât elementul de evacuare 29 este oprit să intre în contact cu corpul de rotor 1 din camera de evacuare 16. Dacă se dorește, niște mijloace pot fi prevăzute pentru a limita rotirea în sens antiorar a țevii de evacuare 24 la orice poziție dorită a elementului de evacuare 29, aceste elemente de evacuare 29 având posibilitatea să se deplaseze, din fiecare astfel de poziție, mai aproape de axa de rotație 12 a rotorului, împotriva acțiunii arcului 31.

Elementul de evacuare 29, așa cum este prezentat în fig.3, are un canal 34 care se extinde din orificiul de admisie 30, menționat, către interiorul țevii de evacuare 24.

în fig.3, se prezintă, de asemenea, poziția unei suprafețe cilindrice a lichidului, formată în camera de evacuare 16. Volumul de lichid din camera de evacuare 16, delimitat de suprafața liberă a lichidului 35, se rotește, în timpul funcționării rotorului centrifugal, în jurul axei de rotație 12, în sensul dat de o săgeată 36.

Elementul de evacuare 29, care se poate roti în jurul axei de rotație 26, are o parte interioară 37, orientată către axa de rotație 12 a rotorului și o parte exterioară 38, orientată în sensul depărtării de aceeași axă de rotație. Orificiul de admisie 30, al elementului de evacuare este situat pe respectiva parte exterioară 38.

După cum se poate observa din fig.3, elementul de evacuare 29 are, pe partea lui exterioară 38, o proeminență 39, care se extinde în volumul de lichid rotativ. Chiar și partea laturii exterioare, menționate 38, în care este format orificiul de admisie 30, este amplasată radial în fața exterioară a suprafeței libere 35 a lichidului. Acest lucru are loc într-o zonă situată în aval față de un punct P (fig. 3) de pe suprafața 35, situată pe o prelungire a unei linii drepte dusă din axa de rotație centrală 12 prin axa de rotație 26 a elementului de evacuare 29. în amonte de orificiul 30, o parte a feței exterioare 38 a elementului de evacuare, se află în contact cu volumul de lichid, rotativ, pe când restul din fața exterioară 38 este situat în partea liberă de lichid a camerei de evacuare 16. După cum se poate vedea din fig.3, fața exterioară 38, din zona de contact a acesteia cu volumul de lichid rotativ, are o rază de curbură care diferă numai în mod nesemnificativ de cea a suprafeței 35. Aceasta înseamnă că partea menționată anterior a feței exterioare 38, situată în contact cu volumul de lichid, formează un unghi cu suprafața liberă 35 a lichidului din zona de contact relevant, unghi care este foarte mic, preferabil, mai mic de 10°. Contactul feței exterioare 38 cu volumul de lichid, rotativ, va genera, prin aceasta, o forță de frecare foarte mică. Elementul de evacuare 29 va “pluti” pe suprafața liberă 35 a lichidului, când este presat de arcul 31 pe volumul de lichid, rotativ.

RO 119347 Β1

Proeminența 39, care definește parțial numitul orificiu de admisie, face ca elementul de evacuare 29 să lucreze ca un element de răzuire, adică lichidul care curge înăuntru prin orificiul 30, poate fi transportat prin canalul 34 și mai departe prin țeava de evacuare 24, par- 245 țial, cu ajutorul energiei de mișcare obținută de către lichid, prin rotirea lui în camera de evacuare 16.

Totuși, trebuie remarcat faptul că prezenta invenție nu este dependentă de elementul de evacuare 29, care funcționează ca element de răzuire. Chiar fără o proeminența 39, elementul de evacuare ar fi capabil să descarce lichid în afara camerei de evacuare 16, printr- 250 un orificiu de admisie de pe latura exterioară 38 a elementului de evacuare. Acest lucru s-ar putea produce, într-un astfel de caz, numai cu ajutorul presiunii de lichid care predomină în volumul de lichid ce se rotește în camera de evacuare 16 la acea adâncime unde orificiul de evacuare 30 ar fi situat ca o consecință a arcului 31 care presează elementul de evacuare 29 către volumul de lichid și, parțial, în acest volum de lichid. 255 în cazul în care se utilizează dispozitivul împreună cu un rotor centrifugal în fig. 1, se admite că rotorul centrifugal trebuie folosit pentru separarea a două lichide care au densități diferite și formează o suspensie. De asemenea, se admite că, în această suspensie, o cantitate foarte mică dintr-un lichid relativ greu, de exemplu apa, este suspendată într-o cantitate mare de lichid relativ ușor, de exemplu ulei. 260 înainte ca operația de separare să înceapă, rotorul centrifugal - după ce a fost adus în mișcarea de rotație - preferabil, este încărcat cu o cantitate prestabilită de lichid greu, încât lichidul umple partea radială cea mai exterioară a camerei de separare 14, până la muchia exterioară a peretelui despărțitor conic 10.

După această pregătire preliminară, începe alimentarea cu suspensie prin țeava de 265 admisie 20 suspensia este condusă din țeava de admisie 20 prin camera de admisie 13 și canalele 17 în camera de separare 14 în care ea se separă sub acțiunea forței centrifuge, rezultând un lichid greu și un lichid ușor. Un strat de interfață L, efectiv de formă cilindrică (fig.1), se formează în camera de separare 14 între lichidul ușor, separat, și lichidul greu, de asemenea, separat. în timp ce lichidul greu, care este separat, este colectat în partea radială 270 cea mai exterioară a camerei de separare, împreună cu cantitatea de lichid alimentat în prealabil prezent acolo, lichidul ușor separat, se deplasează radial spre interior în camera de separare 14.

Eventual, lichidul ușor separat, ajunge radial într-un racord de preaplin 18 și curge în camera de evacuare 15. Lichidul greu, separat, ajunge eventual, prin canalele 19 în ca- 275 mera de evacuare 16 unde formează o suprafață cilindrică, liberă, ce se deplasează radial către interior.

Elementul de evacuare 29, situat în camera de evacuare 16, este ținut de către arcul 31 în poziția lui radială cea mai exterioară, fiind oprit să se deplaseze mai departe spre exterior de către un element opritor, menționat anterior, care cooperează cu țeava de evacuare 280

24. în această fază a operației de separare, ventilul de pe conducta de evacuare 27 este închis.

Când suprafața de lichid din camera de evacuare 16 ajunge la elementul de evacuare 29 și continuă să se deplaseze radial spre interior, deoarece ventilul 28 este închis, elementul de evacuare va începe să “plutească” pe suprafața lichidului și astfel să se 285 rotească în sens orar, în jurul axei de rotație 26, în timpul deplasării continue a suprafeței lichidului, radial, către interior. Elementul de evacuare 29 va fi astfel supus unei forțe ascensionale de către lichidul care se rotește în camera de evacuare 16 unde lichidul lovește suprafața exterioară, înclinată, 38, a elementului de evacuare 29. Această forță ascensională este contracarată de către forța comandată, exercitată de către arcul 31, astfel încât elemen- 290 tul de evacuare este ținut tot timpul într-un contact dorit cu volumul de lichid rotativ.

RO 119347 Β1 în fig.1, se prezintă cu triunghiuri mici pozițiile suprafețelor libere ale lichidului, formate în diversele camere ale rotorului centrifugal, în timpul operației de separare. După cum se poate vedea, suprafața liberă a lichidului greu, separat, din camera de evacuare 16, se situează ceva mai la distanță de axa de rotație a rotorului decât suprafața liberă a lichidului ușor, separat, din camera de separare 14.

Poziția suprafeței libere a lichidului din camera de separare 14 este fixată și predeterminată de către poziția racordului de preaplin 18. Elementul de răzuire 23 este astfel dimensionat, încât el va descărca rapid, din camera de evacuare 15, tot lichidul separat care intră în camera de separare 14. Totuși, după cum s-a descris anterior, suprafața liberă a lichidului, din camera de evacuare 16 este încă liberă să se deplaseaze radial, spre interior.

Deoarece lichidul greu, separat, nu poate să părăsească rotorul centrifugal prin țeava de evacuare 24, cantitatea de astfel de lichid separat va crește în camera de separare 14. Aceasta duce la consecința că stratul de interfață L, anterior menționat, dintre lichidul ușor, separat și lichidul greu, de asemenea separat, va fi deplasat radial spre interior în camera de separare 14. Simultan, din același motiv, suprafața liberă a lichidului din camera de evacuare 16 se va deplasa în continuare radial, spre exterior.

Când stratul de interfață L a atins un anumit nivel în camera de separare 14, procesul de separare din această cameră se va deteriora și fracțiuni de lichid greu vor începe să însoțească lichidul ușor în afara rotorului, prin camera de evacuare 15 și canalul de evacuare 22. Acest lucru poate fi sesizat, de exemplu, cu ajutorul unui aparat pentru măsurarea constantei dielectrice amplasat în fluxul de lichid ce trece prin canalul de evacuare 22.

La sesizarea prezenței lichidului greu în canalul de evacuare 22, un semnal pornește, în mod automat, de la aparatul de comandă, nefigurat, al separatorului până la ventilul 28, care se deschide și este ținut deschis o perioadă de timp predeterminată. Când ventilul 28 se deschide, elementul de evacuare 29 începe să conducă lichidul greu, separat, în afara camerei de evacuare 16, prin canalul 34, și, mai departe, prin țeava de evacuare 24, până la conducta de evacuare 27 și la un recipient corespunzător pentru lichid.

Curgerea în afară a lichidului greu din camera de evacuare 16 face ca un nou lichid să curgă în această cameră din camera de separare 14 prin canalele 19, stratul de interfață L, deplasându-se, în acest caz, radial, spre exterior.

Când numita perioadă de timp a expirat și ventilul 28 se închide, stratul de interfață L este situat iarăși în vecinătatea muchiei exterioare a peretelui separator, conic 10, în interiorul muchiei exterioare. Operația de separare continuă, în timpul perioadei descrise mai înainte, iar stratul de interfață L începe din nou să se deplaseze radial, spre interior, lent, până când ventilul 28 se deschide din nou. în perioada descrisă, elementul de evacuare 29, după ce intră în contact cu suprafața de lichid din camera de evacuare 16, se deplasează, în primul rând radial, spre interior, până când ventilul 28 se deschide și apoi se deplasează radial, spre exterior, în timp ce lichidul greu, separat, se descarcă. Deplasarea radială, spre exterior, a elementului de evacuare 29, se termină când ventilul 28 s-a închis, adică elementul opritor, menționat, nu a intrat în acțiune, după care elementul de evacuare continuă să floteze sau să “plutească” pe suprafața de lichid din camera de evacuare 16. Astfel, în decursul întregii perioade, independent de ce poziție are suprafața de lichid în camera de evacuare 16, elementul de evacuare 29 are o parte, efectiv egală din suprafața lui, în contact cu volumul de lichid care se rotește în camera de evacuare. Cu alte cuvinte, problema care se ridică în legătură cu deplasările radiale ale suprafeței libere a lichidului în camera de evacuare, în care este prevăzut un element de evacuare mobil, se evită.

Operația de separare, descrisă anterior, este numai una din câteva în care pot fi folosite avantajele unui dispozitiv de evacuare, conform invenției.

RO 119347 Β1

Rotorul centrifugal, de genul celui prezentat în fig.1, are în mod normal încă o eva- 340 cuare. O asemenea evacuare este situată la partea radială cea mai exterioară a rotorului și este destinată pentru descărcarea intermediară din camera de separare a particulelor solide grele, separate în această cameră.

La un rotor centrifugal clasic, de acest gen, lichidul greu, separat, este condus de obicei - ca de altfel și lichidul ușor, separat în afara rotorului, în mod continuu, nu discon- 345 tinuu, cum este prezentat în fig.1. Când ambele lichide separate sunt conduse în afara rotorului în mod continuu, elementele de evacuare imobile radial nu creează probleme de aceeași amploare, în timpul operației de separare, ca atunci când unul din lichide se descarcă în mod intermitent, deoarece deplasările radiale ale suprafețelor libere ale lichidului, din camerele de evacuare ale rotorului, sunt relativ mici. 350

Totuși, apare o problemă în această privință, de fiecare dată când evacuarea periferică a rotorului centrifugal, pentru particule grele, separate, trebuie să se deschidă. în scopul de a evita ca prea mult lichid ușor, separat, să se piardă prin evacuarea periferică, la fiecare asemenea deschidere, camera de separare este umplută, total sau parțial, cu lichid greu, separat, înainte ca evacuarea periferică să se deschidă. Acest lucru se realizează în 355 așa fel, încât evacuarea pentru lichidul greu, separat, se închide, după care lichidul ușor, separat, se deplasează radial, spre interior și în afară, prin evacuarea centrală, prevăzută pentru lichidul ușor, prin întreruperea alimentării obișnuite cu suspensie a rotorului și înlocuirea ei printr-o alimentare numai cu lichid greu, separat în prealabil.

în timpul unei asemenea deplasări a lichidului ușor, separat, ηϋ numai stratul de 360 interfață dintre lichidul ușor și lichidul greu se deplasează în camera de separare radial spre interior. De asemenea, suprafața lichidului greu, separat, din camera de evacuare, pentru lichidul greu, se deplasează radial, spre interior.

Prin folosirea unui dispozitiv de evacuare, conform invenției, în locul unui dispozitiv de evacuare imobil radial, convențional, în camera de evacuare pentru lichidul greu separat, 365 se poate evita ca deplasările suprafeței lichidului din camera de evacuare să provoace, întrun mod care nu este necesar, un consum mare de energie pentru rotirea rotorului centrifugal și o presiune de lichid ridicată, care, de asemenea, nu este necesară în conducta de evacuare pentru lichid greu, separat.

în fig.3, se prezintă, pe lângă suprafața lichidului 35, cu linie plină, două alte cercuri 370 cu linie întreruptă, concentrice cu cercul cu linie plină. Aceste cercuri indică numai pozițiile alternative pe suprafața lichidului din camera de evacuare 16.

Dacă un dispozitiv de evacuare, conform invenției, este folosit într-un rotor centrifugal, de exemplu, de felul celui prezentat în fig.1, în scopul de a descărca în mod continuu un lichid separat din camera de evacuare, țeava de evacuare 24, cu ajutorul arcului 31 poate 375 fi menținută lângă elementul de oprire descris anterior astfel încât elementul de evacuare 29, când acesta descarcă lichid în afara rotorului, să se situeze tot timpul la o distanță nemodificată față de axa de rotație a rotorului. Aceasta presupune că nu există un obstacol pentru descărcarea întregului lichid separat care intră în camera de separare. Poziția elementului de evacuare determină astfel, în acest caz, poziția suprafeței libere a lichidului din camera 380 de evacuare. Dispozitivul de evacuare poate fi prevăzut cu un echipament pentru menținerea elementului de evacuare 29, prin intermediul arcului 31 în orice poziție dorită unde suprafața lichidului, din camera de evacuare, poate fi menținută la un nivel dorit, independent de mărimea debitului de lichid către camera de evacuare. Un dispozitiv de evacuare de acest gen poate fi utilizat ca, la nevoie, să modifice în timpul funcționării rotorului poziția suprafeței 385 lichidului din camera de evacuare și poziția stratului de interfață L din camera do separare a rotorului.

RO 119347 Β1

Invenția a fost descrisă anterior, în combinație cu un rotor centrifugal, având două evacuări centrale pentru lichide separate. Totuși, un dispozitiv de evacuare, conform invenției, poate fi folosit chiar și ca dispozitiv cu o singură evacuare într-un rotor centrifugal care prezintă numai o evacuare centrală pentru lichidul separat. Este posibil, de asemenea, să se folosescă două dispozitive de evacuare, conform invenției, în unul și același rotor centrifugal pentru descărcarea unor lichide separate, diferite.

Claims (10)

1. Dispozitiv de evacuare pentru un rotor centrifugal (1), care se poate roti în jurul unei axe centrale de rotație (12) și delimitează o cameră (16) ce se formează astfel, încât un lichid prezent în această cameră formează, la rotirea rotorului centrifugal; un volum de lichid care are o suprafață liberă (35), orientată către axa de rotație și înconjurând această axă, respectivul dispozitiv de evacuare cuprinzând un element de evacuare (29) care formează un canal de evacuare (34) și un orificiu de admisie (30) cu care comunică și care se adaptează în timpul funcționării rotorului centrifugal, pentru a se putea roti în jurul unei axe laterale de rotație (26), care se extinde efectiv paralel cu axa centrală de rotație (12), la o anumită distanță față de acesta, astfel încât elementul de evacuare (29) se poate deplasa într-o direcție către sau depărtându-se de axa de rotație respectivă (12) a numitului rotor centrifugal, elementul de evacuare (29) fiind format astfel încât, în poziții de rotație diferite în jurul axei laterale de rotație (26), acesta se extinde dintr-o parte liberă de lichid a camerei de evacuare (16), în afară, într-un volum de lichid prezent în camera respectivă, prin suprafața liberă a lichidului (35), menționată și niște mijloace de acționare (31) prevăzute pentru a acționa elementul de evacuare (29) cu o forță comandată care tinde să rotească elementul de evacuare (29) în jurul axei laterale de rotație (26), într-o direcție care se îndepărtează de axa centrală de rotație (12) a rotorului centrifugal, astfel încât elementul de evacuare (29) este reținut împotriva acțiunii forțelor ce se exercită asupra lui de către volumul de lichid ce se rotește cu rotorul centrifugal, cu orificiul lui de admisie (30), cel puțin parțial, în volumul de lichid la niveluri radiale variabile ale suprafeței libere a lichidului (35), caracterizat prin aceea că elementul de evacuare (29) are o formă astfel deteminată, încât, în timpul funcționării rotorului centrifugal, acesta se extinde din partea liberă de lichid a numitei camere de evacuare (16), în afară, în volumul de lichid prezent în această cameră (16) printr-ο zonă a suprafeței libere a lichidului (35), zonă care este situată în aval de un punct (P) de pe suprafața liberă a lichidului (35), acest punct (P) fiind situat pe o prelungire a unei linii drepte dusă din axa de rotație (12) a rotorului centrifugal prin axa laterală de rotație (26).

2. Dispozitiv conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numitul orificiu de admisie (30), în timpul funcționării rotorului centrifugal, este plasat astfel încât o rază care se extinde din axa de rotație (12) a rotorului centrifugal prin orificiul de admisie (30) formează un unghi cuprins 80 și 100°, preferabil, 90 ° cu această linie dreaptă care se extinde prin axa centrală de rotație (12) și axa laterală de rotație (26).

3. Dispozitiv de evacuare, conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că numitul canal de evacuare (34) are o extensie astfel determinată, încât lichidul care curge în interior, prin orificiul de admisie (30), în timpul funcționării rotorului centrifugal, este forțat să-și modifice direcția de curgere în canalul de evacuare (34) în așa fel, încât, prin aceasta, o forță de reacție va acționa asupra elementului de evacuare (29), care tinde să rotească acest element de evacuare (29), în jurul numitei axe de rotație (26), într-un sens către axa de rotație (12) a rotorului centrifugal.

RO 119347 Β1

435

4. Dispozitiv conform revendicărilor 1...3, caracterizat prin aceea că elementul de evacuare (29) are o latură exterioară (38). adaptată pentru a fi în contact cu volumul de lichid și cel puțin o parte a acestei laturi exterioare (38) este înclinată în raport cu direcția de rotație a volumului de lichid, în așa fel încât elementul de evacuare (29) de pe partea înclinată a feței lui exterioare este supus unei forțe ascensionale, provocată de volumul de lichid rotativ și orientată opus numitei forțe ascensionale.

5. Dispozitiv conform revendicării 4, caracterizat prin aceea că numita latură exterioară (38) a elementului de evacuare (29) formează un unghi mai mic de 10° cu suprafața liberă a lichidului (35) din camera de evacuare (16) în zona numiei laturi exterioare (38), care are contact cu volumul de lichid rotativ din camera respectivă.

6. Dispozitiv conform revendicărilor 1...5, caracterizat prin aceea că numita forță comandată este independentă de forțe care provin din rotirea volumului de lichid.

7. Dispozitiv conform revendicărilor 1...6, caracterizat prin aceea că numitul mijloc (31) pentru acționarea elementului de evacuare (29) prin intermediul unei forțe comandate, este un arc.

8. Dispozitiv conform revendicărilor 1...7, caracterizat prin aceea că elementul de evacuare (29) este susținut de o țeavă de evacuare (24), din care cel puțin o parte se extinde coaxial cu axa laterală de rotație (26), paralel cu axa centrală de rotație (12), canalul de evacuare (34) al elementului de evacuare (29) comunicând cu interiorul țevii de evacuare (24).

9. Dispozitiv conform revendicării 8, caracterizat prin aceea că elementul de evacuare (29) este efectiv tubular și constituie o parte a țevii de evacuare (24).

10. Separator centrifugal, cuprinzând un rotor centrifugal (1), care se poate roti în jurul axei centrale de rotație (12) și delimitează o cameră de evacuare (16) formată astfel încât un lichid prezent în această cameră (16) formează, la rotirea rotorului centrifugal (1), un volum de lichid având o suprafață liberă (35), orientată către axa centrală de rotație (12) și înconjurând această axă, caracterizat prin aceea că mai cuprinde un dispozitiv de evacuare conform oricăreia din revendicările 1...9, adaptat pentru a descărca lichid în afara camerei de evacuare (16).