SE440487B - Anordning vid centrifugalseparator - Google Patents

Description

8307075-5 Detta ändamål kan enligt uppfinningen uppnås vid en centrifugalseparator av det inledningsvis beskrivna slaget därigenom att förbindelsen mellan separeringsrummet och utloppskammaren innefattar en kalibrerad öppning för begränsning av flödet in i utloppskammaren, att kanalen mellan I utloppskammaren och mottagningsstället har ett kalibrerat avlopp, som är öppet och medger ett begränsat flöde därigenom, medan nämnda organ förhindrar vätska att strömma genom kanalen till det nämnda mottagninge- stället, och att den kalibrerade öppningen och det kalibrerade avloppet har sådana genomströmningsareor att de släpper igenom samma mängd vätska per tidsenhet vid en förutbestämd vätskenivå i utloppskammaren, så länge som nämnda organ förhindrar vätska att strömma genom kanalen till nämnda mottagningsställe.

På detta sätt är det möjligt att upprätthålla en så låg vätskenivå i utloppskammaren - även när vätska förhindras att strömma därifrån till mottagningsstället för separerad tung vätskekomponent - att ett minimum av friktionsvärme uppkommer i utloppskammaren. Därvid avpassas genomström- ningaarean för den kalibrerade öppningen resp. det kalibrerade avloppet med utgångspunkt från en sådan vätskenivå i utloppskammaren att, när separerad tung vätskekomponent skall avlägsnas från centrifugrotorn och ledas till det nämnda mottagningsstället, erforderligt pumptryck härför uppnås vid det i utloppskammaren anordnade utloppsorganet.

Inom ramen för uppfinningen är det möjligt att ansluta det nämnda kalibre- rade avloppet till centrifugrotorns inlopp eller till något separat kärl utanför rotorn. Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen är det kalibrerade avloppet emellertid inrättat att avlämna därigenom strömmande vätska till rotorns separeringsrum. Detta är med fördel så ordnat, att separeringsrummets radiellt yttre del kommunicerar med ett centralt i rotorn avgränsat utrymme, vartill den nämnda vätskan ledes genom det kalibrerade avloppet.

Uppfinningen skall i det följande beskrivas med hänvisning till bifogade ritning. På denna viser fig. 1 en tvärsektion av en centrifugalseparator och fig. 2 ett företorat parti av denna. 8307075-5 Centrifugalseparatorn i fig. 1 innefattar en rotor bestående av två delar 1 och 2, vilka är sammanhållna medelst en låsring 3. Rotorn uppbära av en drivaxel 4.

Inuti rotorn är en slid 5 axiellt rörlig till och från tätning mot en ringformig tätning 6. Mellan sliden 5 och den övre rotordelen 1 avgränsas ett separeringsrum 7, och mellan aliden 5 och den nedre rotordelen 2 avgränsas en kammare 8 avsedd att innehålla s.k. manövervätska.

Organ 9 är anordnade för tillförsel av manövervätska till ett i rotordelen 2 avgränsat utrymme 10, varifrån en kanal ll leder till den nämnda kammaren 8. En strypt kanal 12 leder från den radiellt yttersta delen av kammaren 8 genom rotordelen 2 till utsidan av rotorn.

I separeringsrummet 7 är anordnad en sats koniska separeringsplâtar 13.

Dessa vilar på en s.k. fördelare 14, vilken i rotorns nedre del tillsamman med en konisk platta 15 bildar ett inlopp 16 till separeringsrummet 7.

Den övre delen av fördelaren 14 omger ett utrymme centralt i rotorn, in i vilket sträcker sig ett stationärt rör 17 för tillförsel av en blandning av komponenter, som skall separeras i rotorn.

Ovanpå plåtsatsen i separeringarummet (endast ett fåtal plåtar 13 visas på ritningen) vilar en övre konisk plåt 18, som är grövre än plâtarna 13 och som sträcker sig något längre radiellt ut i separeringsrummet än dessa.

Plåten 18 bildar med den övre rotordelen 1 en kanal 19 samt uppvisar ungefär i nivå med separeringsplåtarnaa ytterkanter ett genomgående hål 20.

I den övre delen av rotorn har den övre plåten 18 två radiellt inåtriktade ringformiga flänsar 21 och 22, vilka mellan sig bildar en kammare 23. Den övre flänsen 22 sträcker sig längre radiellt inåt än flänsen 21. Ovanför den översta flänsen 22 uppbär den övre rotordelen l en ringformig, inåtriktad fläns 24, vilken sträcker sig radiellt något längre in än den nedersta flänsen 2l. Mellan flänsarna 26 och 22 kvarlämnas ett utrymme 25, som via kanalen 19 står i förbindelse med separeringsrummet 7. 8307075-5 Mellan det översta partiet av rotordelen l och den därav uppburna flënsen 24 bildas en kammare 26, vilken komunicerar med nyssnämmda utrymme 25 via en kalibrerad öppning 27 i flänsen 24.

Det tidigare beskrivna inloppsröret 17 uppbär ett detsamma koaxiellt omgivande rör 28, som vid sin nedre ände uppbär en s.k. skalskiva 29.

Skalekivan 29 är anordnad i den förut nämnda kammaren 23.

I sin tur uppbär röret 28 ett detta koaxiellt omgivande rör 30, vilket vid sin nedre ände uppbär en skalskiva 31. Skalskivan 31 är anordnad i den förut omnämnda kammaren 26 och uppvisar ett flertal kanaler 32 - fördelade kring skalskivan - vilka via en ringformig kanal 33 kommunicerar med en utlopps- ledning 34. I utloppsledningen 34 är anordnad en avstängningsventil 35.

I en eller nâgra av sina kanaler 32 har skalskivan 31 en kalibrerad öppning 36, vilken sålunda utgör ett kalibrerat avlopp från den förbindelse som sträcker sig mellan kammaren 26 och ventilen 35.

Den tidigare nämnda skalskivan 29 uppvisar skalkanaler 37, vilka via en ringformig kanal 38 står i förbindelse med en ledning 39. I-ledningen 39 är anordnade avkänningsorgan 40 av något konventionellt slag, inrättade för avkänning av om en viss i ledningen 39 strömmande vätska innehåller fraktioner av en annan vätska.

En styrutrustning 41 är via ledningar 42 och 43 ansluten till avkännings- organen 40 resp. ventilen 35.

Den ovan beskrivna centrifugalseparatorn kan användas för rening av olja, t.ex. tung brännolja, från vatten och fasta partiklar. En blandning av dessa komponenter, uppvärmd till ca l00°C, inleds därvid i centrifugrotorn genom ledningen 17, varifrån den via kanalen 16 strömar in i separeringsrumet 7.

I detta skede är kammaren 8 mellan sliden 5 och rotordelen 2 fylld med manövervatten, si att sliden 5 hålls pressad mot tïtningen 6. En liten mängd manövervatten lämnar ständigt kammaren 8 via hålet 12, men motsvarande mängd 8307075-5 nytt manövervatten tillförs kontinuerligt medelst organet 9.

I aepareringsrumet 7 rör sig separead olja mot rotorn: centrum och strömmar in i kammaren 23, varifrån den av skalskivan 29 pumpas genom kanalerna 37 och 38 till utloppsledningen 39. Den radiellt inåtriktade riugformiga flïnsen 21 bildar ett brïddavlopp från separeringsrumet för den separerade oljan, varför vätskenivån i separeringsrummet bestäms av läget för flïnsens 21 innerkant.

Separerad olja kommer att strömma mot rotorns centrum även i kanalen 19 mellan överplåten 18 och rotordelen 1. Från kanalen 19 inkomer :ljan i det centrala utrymmet ZS, där en yta bildas på samma nivå som i separeringsrummet 7.

En viss mängd olja strömmar genom den kalibrerade öppningen 27 i flänsen 24 in i kammaren 26. Därifrån pumpas olja av skalskivan 31 via kanalerna 32 och 33 ut i ledningen 34 till ventilen 35. I ett utgångsläge är ventilen 35 stängd, och något ytterligare oljeflöde genom ledningen 34 förekommer därför inte sedan kanalerna 32 och 33 samt ledningen 34 fyllts. Dock fortsätter skalskivan 31 att pumpa olja ut ur kammaren 26; vilken olja avgår genom det kalibrerade avloppet 36 (fig. 2) ett stycke in i en av skalskivans kanaler 32. Den olja som strömmar ut genom avloppet 36 hamnar i utrymmet 25, där den inte kan påverka vïtskenivån och varifrån den ånyo kan strömma in 1 kammaren 26 genom öppningen 27. Öppningarna 27 och 36 är så dimensionerade, att samma mängd olja per tidsenhet genomströmar desamma, varigenom vïtskenivån i kammaren 26 kan bibehållas så långt radiellt ut som kan accepteras för tillgodoseende av en tillfredsställande utströmming av separerat vatten, såsom senare skall beskrivas.

Om avloppet 36 och/eller den öppningsförsedda flïnsen 24 ej funnen, skulle vïtskenivån i kammaren 26 i det nu aktuella skedet vara densamma som i separeringsrummet 7. Detta skulle ha medfört att en relativt stor del av skalskivans 31 yta hade varit i beröring med i kammaren 26 roterande olja, asoïlovs-sv vilket hade betytt att temperaturen i denna kammare blivit oönskat hög.

Vid drift av en centrifugrotor av det ovan beskrivna slaget men utan något avlopp 36 och utan en öppningsförsedd fläns 24 har en temperatur av ca 150 °C uppmätta i kammaren 26. Genom det beskrivna och på ritningen visade arrangemanget har denna temperatur kunnat sänkas till ca 105 °C.

När efter någon tids drift så mycket separerat vatten ansamlats i separeringsrummets radiellt yttre del, att gränsytan mellan olja och vatten befinner sig vid en nivå A i separeringsrumet, börjar fraktioner av vatten medfölja den separerade oljan ut genom ledningen 39. Detta avkänns av organen 40, som avger en signal till styrutrustningen 41. I sin tur ombesörjer styrutrustningen 41 att ventilen 35 öppnas och hålls öppen en förutbestämd tidsperiod. Under denna tidsperiod hinner så mycket separerat vatten läma separeringsrumet 7 via kanalen 19 och passera genom den flödesbestämmande öppningen 27 i flänsen 24, att gränsytan i separeringsrummet mellan olja och vatten förflyttar sig till en nivå B.

Sedan ventilen 35 stängts, kommer det vatten som i detta skede befinner sig i kammaren 26, utrymmet 25 och kanalen 19 att ströma tillbaka till separeringsrumet, varvid olja strömar genom hålet 20 i överplåten 18 och återfyller nämnda utrymmen till de nivåer som visas på ritningen.

På ovan beskrivet sätt kan separerat vatten intermittent bortledas från separeringsrumet 7. I separeringsrummet avskilda fastämnespartiklar behöver i regel avlägsnas mera sällan. Detta sker genom att tillföraeln av manövervatten genom tillförselorganet 9 tillfälligt avbryts. Styrutrust- ningen 41 kan därvid vara så programerad, att exempelvis var fjärde gång som signal ges till densamma att gränsskiktet mellan olja och vatten i separeringsrummet nått nivån A, ventilen 35 bibehålls stängd, medan i stället tillförseln av manövervätska till organet 9 tillfälligt avbryts.

Sliden 5 bringas på så sätt att röra sig axiellt nedåt och lämna en öppen spalt mellan sig och tärningen 6. Separerede fastämespartiklar och en önskad mängd vatten lämnar därvid separeringsrummet 7 via denna spalt och radiellt utanför denna belägna portar i rotordelen 2. 8307075-5 vid bestämmande av de kalibrerade öppningarnss 27 och 36 inbördes storlekar kan man utgå ifrån en viss önskad vïtskenivå 1 kammaren 26 och en viss önskad storlek hos öppningen 27. (Dessa önskemål är i viss mån beroende av de förhållanden som man vill skall råda under de tidsperioder då separerat vatten skall avlïgnas från rotorn via kammaren 26.) Med ledning av den tryckskillnsd som kommer att råda i vïtskekropparna på ömse sidor om flänsen 24 i området för öppningen 27 kan flödet genom öppningen 27 bestämmas.

För att den sålunda valda vïtskenivån för olja 1 kammaren 26 skall upprätthållas krävs att exakt samma flöde som passerar genom öppningen 27 också passerar genom avloppet 36 så länge ventilen 35 i uttloppsledningen 34 är stängd. På empirisk väg måste därvid uppmätas vilket tryck som råder i skalskivans 31 kanal 32 vid stället för avloppet 36, när vëtskeytan i kammaren 26 befinner sig på den önskade nivån- Dïrefter kan storleken av avloppet 36 fastställas, så att de två nämnda flödena blir lika stora.

I en praktisk utföringsform av uppfinningen har det visat sig lämpligt att anordna en öppning 27 med en diameter av 4 mm samt fyra öppningar 36, vardera med en diameter av 3,5 mm.

Sedan de nämnda öppningsrna 27 och 36 dimensionerats korrekt och det beskrivna arrangemanget tagits i drift kommer vïtskeytan i kammaren 26 att automatiskt instïlla sig på önskad nivå. Arrangemanget är sålunda självreglerande.

När ventilen 35 intermittent öppnas och en vätskeströmning kommer till stånd genom skalskivans 31 kanaler 32, kommer det statiska vätsketrycket i kanalerna 32 att sjunka, vilket resulterar i ett reducerat vätskeflöde genom det kalibrerade avloppet 36.

Claims (3)

8307075-5 Patentkrav

1. Anordning vid centrifngalseparator vara rotor har ett inlopp (17) för en blandning av tvâ flytande komponenter, som skall separeras; och två utlopp (34, 39) för respektive separerade komponenter, varvid rotorns separeringe- ru (7) står i förbindelse med en centralt i rotorn avgränsad utloppskammare (26) för den tyngre av komponenterna, i vilken kammare är anordnad ett stationärt utloppsorgan (31) innefattande minst en kanal (32-34), som utgår ifrån utloppskammaren (26) och leder till ett mottagningsetälle utanför rotorn för den separerade tyngre komponenten, varjämte under rotorns drift påverkbara organ (35) är anordnade att medge, alternativt förhindra, att vätska strömmar genom den nämnda kanalen (32-34) från utloppskammaren (26) till det nämnda mottagningsstället, k ä n n e t e c k n a d a v - att förbindelsen mellan separeringsrnmet (7) och utloppskammaren (26) innefattar en kalibrerad öppning (27) för begränsning av flödet in i utloppskamaren (26), - att kanalen (32-34) mellan utloppskammaren (26) och mottagningsstället har ett kalibrerat avlopp (36), som är öppet ooh medger ett begränsat flöde därigenom, medan nämnda organ (35) förhindrar vätska att strömma genom kanalen till nämnda mottagningsställe, och - att den kalibrerade öppningen (27) och det kalibrerade avloppet (36) har sådana genomströmningsareor att de släpper igenom sama mängd vätska per tidsenhet vid en förutbestämd vätskenivå i utloppskammaren (26), så länge som nämnda organ (35) förhindrar vätska att strömma genom kanalen (32-3ß) till nämnda mottagningsställe.

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda kalibrerade avlopp (36) är inrättat att avlämna den därigenom strömmande vätskan till rotorns separeringarn (7).

3. Anordning enligt krav l, vid vilken separeringsrumets (7) radiellt yttre del via en kanal (19) står i förbindelse med ett centralt i rotorn avgränsat utrymme (25), vilket är avskilt från nämnda utloppskammare (26) medelst en mellanvägg (24), vari den nämnda kalibrerade öppningen (27) är belägen, k ä n n e t e c k n a d a v att det nämnda kalibrerade avloppet (36) är inrättat att avlämna därigenom strömande vätska till det centralt i rotorn avgränsade utrymmet (25). 83-07075-5 lo. Anordning enligt något av föregående krav, k ï n n e t e c k n a d a v att det stationära utloppsorganet (31) innefattar en s.k. akalskiva och att det nämnda kalibrerade avloppet (36) utgörs av »att hål i skalakivan.