SE456801B - Utloppsanordning vid centrifugalseparator - Google Patents

Description

456 10 15 20 25 30 35 881 Genom uppfinningen blir det möjligt att oberoende av varandra optimera de två olika funktioner som de nämnda stationära organen har, dvs. 1) att åstadkomma en så låg vätskenivå som möjligt i utloppskammaren, när utloppskanalen är stängd, och 2) att åstadkoma en så effektiv utpumpning som möjligt av vätska från utloppskammaren till mottagningsstället utan- för rotorn.

Inom ramen för uppfinningen kan det kalibrerade utloppet och ventilen för intermittent stängning av detta vara helt skilda från utloppskanalen, i vilken i så fall en separat avstängningsventil är anordnad. Likaså är det möjligt att ha det kalibrerade utloppet utgående från utloppskanalen och likväl ha två separata avstängningsventiler i det kalibrerade utloppet respektive utloppskanalen.

I en föredragen utföringsform av uppfinningen används dock endast en ventil för de två nödvändiga ventilfunktionerna. Härvid utgår det kalibrerade utloppet från utloppskanalen, varvid den nyssnämnda ventilen är inrättad att i ett första läge åstadkoma förbindelse mellan utloppskammaren och mottagningsstället utanför rotorn och samtidigt spärra en förbindelse mellan utloppskammaren och det kalibrerade utloppet, och i ett andra läge spärra förbindelsen mellan utloppskammaren och mottagningsstället och samtidigt åstadkomma förbindelse mellan utloppskamaren och det kalibrerade utloppet.

Den nämnda ventilen är företrädesvis anordnad utanför rotorn, varvid det kalibrerade utloppet är anslutet till rotorns inre för återledning av vätska från utloppskammaren, exempelvis till rotorns separerings- kammare.

Uppfinningen skall beskrivas närmare med hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt visar en föredragen utföringsform av densamma.

På ritningen visas en centrifugalseparator, som innefattar en rotor bestående av två delar l och 2, vilka är samanhållna medelst en lås- ring 3. Rotorn uppbära av en drivaxel 4. 10 15 20 25 30 456 801 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 en separeringskammare 7, och mellan sliden 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 rotor- delen 2 avgränsat utryme 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 separeringsplåtar 13.

Dessa vilar på en s.k. fördelare 14, vilken i rotorns nedre del till- samman med en konisk platta l5 bildar ett inlopp 16 till separerings- kammaren 7.

Den övre delen av fördelaren 14 omger ett utrymme centralt i rotorn, in 1 vilket sträcker sig ett stationärt rör 17 för tillförsel av en blandning av komponenter, som skall separeras i rotorn.

Ovanpå plåtsatsen i separeringsrummet (endast ett fåtal plåtar 13 visas på ritningen) vilar en övre konisk plåt l8, som är grövre än plåtarna 13 och som sträcker sig något längre radiellt ut 1 separeringskammaren än dessa. Plåten 18 bildar med den övre rotordelen 1 en kanal 19 samt upp- visar ungefär i nivå med separeringsplåtarnas ytterkanter ett genomgående hål 20.

I den övre delen av rotorn har den övre plåten 18 två radiellt inåt- riktade 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 1 en ringformig, inåtriktad fläns 26, vilken sträcker sig radiellt något längre in än den nedersta flënsen Zl. Mellan flänsarna 24 och 22 kvar- lämnas ett utrymme 25, som via kanalen 19 står i förbindelse med separeringskammaren 7. 456 l0 15 20 25 30 35 801 Mellan det översta partiet av rotordelen 1 och den därav uppburna flänsen 24 bildas en kammare 26, vilken kommunicerar med nyssnämnda 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.

Skalskivan 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 3l är anordnad i den förut omnämnda kammaren 26 och uppvisar ett flertal kanaler 32 - fördelade kring skalskivan - vilka via en ringformig kanal 33 kommuni- cerar med en utloppsledning 34. Utloppsledningen 34 är ansluten till ett inlopp hos en ventil 35, som i sin tur är ansluten med ett första utlopp till en ledning 36 och med ett andra utlopp till en returledning 37. Den senare bildar en passage som via en kalibrerad öppning 38 mynnar i utrymmet 25.

Den tidigare nämnda skalskivan 29 uppvisar skalkanaler 39, vilka via en ringformig kanal 40 står i förbindelse med en ledning 4l. I ledningen 41 är anordnade avkänningsorgan 42 av något konventionellt slag, inrättade för avkänning av om en viss i ledningen 41 strömmande vätska innehåller fraktioner av en annan vätska.

En styrutrustning 43 är via ledningar 44 och 45 ansluten till avkännings- organen 42 resp. ventilen 35.

Ventilen 35 är på ritningen illustrerad såsom en slidventil med en slid innefattande två delar 46 resp. 47. På ritningen visas sliden i ett övre läge, i vilket sliddelen 47 åstadkommer förbindelse mellan utlopps- ledningen 34 och returledningen 37. Sliden kan genom signal från styr- utrustningen 43 flyttas nedåt till ett nedre läge, i vilket sliddelen 46 förhindrar sådan förbindelse mellan utloppsledningen 34 och retur- ledningen 37 men i stället åstadkommer förbindelse mellan utlopps- ledningen 34 och ledningen 36. Ledningen 36 leder till ett icke visat 10 15 20 25 30 35 456 801 mottagningsställe för vätska som separerats i rotorn och samlats i separeringskammarens 7 radiellt yttersta del.

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 100°C, inleds därvid i centrifug- rotorn genom ledningen l7, varifrån den via kanalen 16 strömmar in i separeringskammaren 7.

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

I separeringskammaren 7 rör sig separerad olja mot rotorns centrum och strömmar in i kammaren 23, varifrån den av skalskivan 29 pumpas genom kanalerna 39 och 40 till utloppšledningen 41. Den radiellt inåtriktade ringformiga flänsen 21 bildar ett bräddavlopp från separeringskammaren för den separerade oljan, varför vätskenivån i separeringskammaren bestäms av läget för flänsens 2l innerkant.

Separerad olja kommer att strömma mot rotorns centrum även i kanalen 19 mellan överplåten l8 och rotordelen 1. Från kanalen 19 inkommer oljan i det centrala utrymmet 25, där en fri vätskeyta bildas på samma nivå som i separeringsrummet 7.

En viss mängd olja strömmar genom den kalibrerade öppningen 27 i flänsen 24 in i kamare 26. Därifrån pumpas olja av skalskivan 31 via kanalerna 32 och 33 ut i ledningen 34 till ventilen 35. I ett utgångsläge befinner sig ventilen 35 i det läge som framgår av ritningen; varför oljan pumpas vidare genom ventilen 35 till returledningen 37 och åter via öppningen 38 till det centrala utrymmet 25. Därifrån kan oljan ånyo strömma in i kammaren 26 genom öppningen 27. Genom lämplig dimensionering av öppningarna 27 och 38 kan vätskeytan i kammaren 26 under rotorns drift 456 10 15 20 25 30 35 801 '1 hållas på en önskad nivå radiellt utanför den fria vätskeytan i ß v utrymmet 25- KOm returledningen 37 och/eller den öppningsförsedda flänsen 24 ej funnes, skulle vätskenivån 1 kammaren 26 1 det nu aktuella skedet vara densama som i utrymmet 25 och 1 separeringskammaren 7. Detta skulle ha medfört att en relativt stor del av skalskivans 31 yta hade varit i beröring med 1 kammaren 26 roterande olja, vilket hade betytt att temperaturen 1 denna kammare blivit oönskat hög.

När efter någon tids drift så mycket separerat vatten ansamlats 1 separe- ringskammarens radiellt yttre del, att gränsytan mellan olja och vatten befinner sig vid en nivå A 1 separeringskammaren; börjar fraktioner av vatten medfölja den separerade oljan ut genom ledningen 41. Detta avkänns av organen 42, som avger en signal till styrutrustningen 43. I sin tur ombesörjer styrutrustningen 43 att ventilen 35 omställes så att utlopps- ledningen 34 hålls 1 förbindelse med ledningen 36 under en förutbestämd tidsperiod. Under denna tidsperiod hinner så mycket separerat vatten lämna separeringskammaren 7 via kanalen 19 och passera genom den flödes- bestämmande öppningen 27 1 flänsen 24; att gränsytan 1 separerings- kammaren mellan olja och vatten förflyttar sig till en nivå B.

Sedan ventilen 35 återgått till sitt på ritningen visade läge, kommer det vatten som i detta skede befinner sig 1 kammaren 26, utrymmet 25 och kanalen 19 att strömma tillbaka till separeringskamaren 7, varvid olja strömmar genom hålet 20 1 överplåten 18 och återfyller nämnda utrymmen till de nivåer som visas på ritningen.

På ovan beskrivet sätt kan separerat vatten intermittent bortledas från separeringskammaren 7. I separeringskammaren avskilda fastämnespartiklar behöver 1 regel avlägsnas mera sällan. Detta sker genom att tillförseln av manövervatten genom tillförselorganet 9 tillfälligt avbryts. Styr- utrustningen 43 kan därvid vara så programmerad, att exempelvis var fjärde gång som signal ges till densamma att gränsskiktet mellan olja och vatten 1 separeringsrummet nått nivån A, ventilen 34 kvarhålls i 10 l5 20 456 8i01 det på ritningen visade läget, medan i stället tillförseln av manöver- vätska till organet 9 tillfälligt avbryts. Sliden 5 bringas på så sätt att röra sig axiellt nedåt och lämna en öppen spalt mellan sig och tätningen 6. Separerade fastämnespartiklar och en önskad mängd vatten lämnar därvid separeringskammaren 7 via denna spalt och radiellt utanför denna belägna portar i rotordelen 2.

Vid bestämmande av storleken hos den kalibrerade öppningen 38 kan man utgå ifrån en viss önskad storlek hos öppningen 27, och en viss önskad vätskenivå i kammaren 26 när ventilen 35 står i det på ritningen visade läget. Med ledning av den tryckskillnad som kommer att råda i vätske- kropparna på ömse sidor om flänsen 24 i området för öppningen 27 kan flödet genom öppningen 27 bestämmas. För att den sålunda valda vätska- nivån för olja i kammaren 26 skall upprätthållas krävs att exakt samma flöde som passerar genom öppningen 27 också passerar genom öppningen 38.

Sedan de nämnda öppningarna 27 onh 38 dimensionerats korrekt och det beskrivna arrangemanget tagits i drift kommer vätskeytan i kammaren 26 att automatiskt inställa sig på önskad nivå. Arrangemanget är sålunda självreglerande.

Tack vare uppfinningen kan öppningen 38 vid behov göras relativt stor utan att detta inverkar negativt på skalskivans 40 förmåga att pumpa vatten till mottagningsstället härför utanför rotorn.

Claims (4)

34s6 801 10 15 20 25 30 Patentkrav

1. Centrifugalseparator innefattande en rotor, som bildar ett inlopp för en blandning av två vätskor med olika densitet, vilka skall separe- ras, en separeringskammare (7) komunicerande med inloppet, ett första utlopp (23) för en separerad första vätska, vilket utlopp kommunicerar med en första del av separeringskammaren (7), och ett andra utlopp för en separerad andra vätska, vilket innefattar en utloppskammare (26) som via en kalibrerad öppning (27) kommunicerar med en andra del av separerings- kammaren (7), varjämte centrifugalseparatorn innefattar stationära organ, som sträcker sig in i utloppskammaren (26) och som bildar både en utloppskanal (34, 36), vilken är försedd med organ inrättade att öppna och stänga en förbindelse mellan utloppskammaren (26) och ett mottag~ ningsställe utanför rotorn, och ett kalibrerat utlopp inrättat att avleda ett begränsat vätskeflöde från utloppskammaren (26) när utloppskanalen (34, 36) är stängd, påverkbar ventil (35) inrättad att stänga det kalibrerade utloppet (37, k ä n n e t e c k n a d a v en intermittent 38), när utloppskanalen (34, 36) är öppen för förbindelse mellan utlopps- kammaren (26) och mottagningsstället utanför rotorn.

2. Centrifugalseparator enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d a v att det kalibrerade utloppet (37, 38) utgår från utloppskanalen (34, 36) och att nämnda ventil (35) är inrättad att i ett första läge åstadkomma förbindelse mellan utloppskammaren (26) och mottagningsstället utanför rotorn och samtidigt spärra en förbindelse mellan utloppskammaren (26) och det kalibrerade utloppet (37, 38), och i ett andra läge spärra förbindelsen mellan utloppskammaren (26) och mottagningsstället och samtidigt åstadkomma förbindelse mellan utloppskammaren (26) och det kalibrerade utloppet (37, 38).

3. Centrifugalseparator enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d a v att ventilen (35) är anordnad utanför rotorn och att det kalibrerade utloppet (37, 38) är anslutet till rotorns inre. 456 801

4. Centrifugalseparatcr enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a d a v att nämnda första utlopp (23) kommunicerar med en central del av separeringskammaren (7), medan utloppskammaren (26) kommunicerar med en perifer del av separeringskammaren (7).