SE467294B

SE467294B - CENTRIFUGAL SEPARATOR WITH BODY SUPPLIES ADDITIONAL LIQUID

Info

Publication number: SE467294B
Application number: SE9003439A
Authority: SE
Inventors: G Robertsson
Original assignee: Alfa Laval Separation Ab
Priority date: 1990-10-29
Filing date: 1990-10-29
Publication date: 1992-06-29
Also published as: SE9003439D0; SE9003439L; JPH05503245A; KR920703208A; EP0507924A1; WO1992007658A1; BR9106116A

Description

Ü\ I\J \¿> lO 15 20 25 30 35 den i rotorn separerade tunga vätskekomponenten. Vid den kända centrifugalseparatorn har rotorn två centrala utlopp för respektive separerade vätskekomponenter. Båda dessa utlopp är belägna i rotorns övre del och är axiellt åtskilda från varandra, varvid utloppet för separerad tung vätskekomponent står i förbindelse med separerings- kammarens radiellt yttre del via en utloppskanal belägen ovanför stapeln av koniska separeringsskivor. Ü \ I \ J \ ¿> lO 15 20 25 30 35 the heavy liquid component separated in the rotor. In the known centrifugal separator, the rotor has two central outlets for the respective separated liquid components. Both of these outlets are located in the upper part of the rotor and are axially separated from each other, the outlet for separated heavy liquid component communicating with the radially outer part of the separation chamber via an outlet channel located above the stack of conical separation discs.

I och för undvikande av att tillsatsvätska som införs i rotorn bildar en emulsion i rotorn tillsammans med i rotorn separerad lätt vätske- komponent är det förut känt vid en centrifugalseparator av det slag som visas i DE-B-23 63 741 att införa tillsatsvätskan via rotorns centrala utlopp för den separerade tunga vätskekomponenten. Därigenom kan tillsatsvätskan bibringas samma rotationshastighet som rotorn; innan den kommer i kontakt med den separerade lätta vätskekomponenten, som i separeringskammaren redan roterar med rotorns hastighet. Sålunda kan emulsionsbildning undvikas vid införsel av tillsatsvätska i rotorn; förutsatt att den utloppskanal i rotorn; som förbinder separeringskammaren med rotorns centrala utlopp för separerad tung vätskekomponent; är fylld med tung vätskekomponent.In order to avoid that additive liquid introduced into the rotor forms an emulsion in the rotor together with a light liquid component separated in the rotor, it is previously known in a centrifugal separator of the type shown in DE-B-23 63 741 to introduce the additive liquid via the rotor. central outlets for the separated heavy liquid component. Thereby the additive liquid can be imparted at the same rotational speed as the rotor; before it comes into contact with the separated light liquid component, which in the separation chamber already rotates at the speed of the rotor. Thus, emulsion formation can be avoided by introducing additive liquid into the rotor; provided that the outlet duct in the rotor; connecting the separation chamber to the central outlet of the rotor for separated heavy liquid component; is filled with heavy liquid component.

Införande av en tillsatsvätska i en roterande centrifugrotor är ibland önskvärt även då centrifugrotorn har endast ett enda centralt utlopp för en separerad vätskekomponent av en blandning. Det kan sålunda vara önskvärt att förtränga denna vätskekomponent radiellt inåt och ut ur separeringskammaren; omedelbart innan perifera utlopp hos rotorn öppnas för utmatning av en separerad tyngre komponent av blandningen; exempelvis fastämnespartiklar. Alternativt; eller dess- utom; kan det ibland vara önskvärt att redan i början av en separe- ringsoperation införa en liten mängd tillsatsvätska i rotorn; vilken skall bilda ett skikt i separeringskammarens radiellt yttersta del för att där senare underlätta utmatning av separerade tunga fastämnes- partiklar från rotorn via dennas perifera utlopp. Även andra skäl kan finnas för införsel av en tillsatsvätska i en centrifugrotor under v under drift; varvid bildning av emulsion mellan tillsatsvätskan och en i rotorn redan befintlig vätska bör undvikas. 10 15 20 25 30 467 294 Försök har gjorts att använda en centrifugrotor av det slag som visas i DE-B-23 63 741 även i ett fall då endast en vätskekomponent skall separeras från en blandning och avlägsnas från rotorn via ett centralt rotorutlopp. Härvid har centrifugrotorns ena centrala utlopp utnytt- jats för avlägsnandet av den separerade vätskekomponenten, medan det andra centrala utloppet har utnyttjats enbart för införande av en tillsatsvätska i separeringskammaren. Emellertid erhölls vid dessa försök en oönskad emulsionsbildning; eftersom vid införandet av till- satsvätskan i rotorn separerad vätskekomponent befann sig i den radiellt inåt öppna centrala kammare i rotorn; i vilken tillsats- vätskan infördes från ett stationärt rör eller dylikt- Det gick ej att hindra separerad vätskekomponent från att under rotorns drift strömma in i denna centrala kammare.Introduction of an additive liquid into a rotating centrifuge rotor is sometimes desirable even when the centrifuge rotor has only a single central outlet for a separated liquid component of a mixture. Thus, it may be desirable to displace this liquid component radially inward and out of the separation chamber; immediately before peripheral outlets of the rotor are opened for discharging a separated heavier component of the mixture; for example solid particles. Alternatively; or in addition; it may sometimes be desirable to introduce a small amount of additive liquid into the rotor already at the beginning of a separation operation; which is to form a layer in the radially outermost part of the separation chamber in order to subsequently facilitate the discharge of separated heavy solid particles from the rotor via its peripheral outlet. There may also be other reasons for introducing an additive liquid into a centrifuge rotor during v during operation; the formation of an emulsion between the additive liquid and a liquid already present in the rotor should be avoided. Attempts have been made to use a centrifuge rotor of the type shown in DE-B-23 63 741 even in a case where only one liquid component is to be separated from a mixture and removed from the rotor via a central rotor outlet. In this case, one central outlet of the centrifuge rotor has been used for the removal of the separated liquid component, while the other central outlet has been used only for the introduction of an additional liquid into the separation chamber. However, in these experiments an undesired emulsion formation was obtained; since at the time of the introduction of the additive liquid into the rotor separated liquid component was located in the radially inwardly open central chamber in the rotor; in which the additive liquid was introduced from a stationary tube or the like. It was not possible to prevent a separated liquid component from flowing into this central chamber during the operation of the rotor.

Emulsionsbildning vid införande av en tillsatsvätska i en centri-fug- rotor under drift kan väsentligen undvikas om tillsatsvätskan införs via en helt sluten tillförselanordning. En sådan är dock dyrbar och har hittills använts endast i samband med sÅk. hermetiskt eller halv- hermetiskt slutna centrifugrotorer. Vid en sådan centrifugrotor införs den vätskeformiga blandningen i rotorn utan att komma i kontakt med omgivande atmosfär; vanligen via en kanal genom rotorns drivaxel.Emulsion formation when introducing an additive liquid into a centrifuge rotor during operation can essentially be avoided if the additive liquid is introduced via a completely closed supply device. However, such a device is expensive and has so far only been used in connection with such. hermetically or semi-hermetically sealed centrifugal rotors. In such a centrifuge rotor, the liquid mixture is introduced into the rotor without coming into contact with the surrounding atmosphere; usually via a channel through the drive shaft of the rotor.

Exempel på arrangemang för införande av en vätskeformig blandning och en tillsatsvätska i en rotor via en ihålig rotordrivaxel visas i US-A- 3;750;94O och WO 88/02663. Ändamålet med den föreliggande uppfinningen har varit att vid en s.k. öppen centrifugrotor åstadkomma en anordning för införande av en till- satsvätska i rotorns separeringskammare; vilken anordning är så utformad att den blir billig i tillverkning och möjliggör införande av tillsatsvätska i rotorn utan emulsionsbildning i denna. Anordningen skall kunna användas vid en centrifugrotor som har endast ett centralt utlopp för en separerad vätskekomponent. 467 294 10 15 20 25 30 Detta ändamål kan enligt uppfinningen uppnås vid en centrifugal~ separator av det inledningsvis angivna slaget därigenom att begränsningsväggarna i den förut nämnda kanalen mellan separerings- kammaren och den nämnda mottagningskammaren i rotorn sträcker sig radiellt inåt förbi nämnda förutbestämda radiella nivå och är inrättade att i rotorns rotation tvångsmässigt medbringa tillsats- vätska; som införts mottagningskammaren via de stationära organen; innan tillsatsvätskan kommer i kontakt med separerad vätskekomponent.Examples of arrangements for introducing a liquid mixture and an additive liquid into a rotor via a hollow rotor drive shaft are shown in US-A-3; 750; 94O and WO 88/02663. The object of the present invention has been that in a so-called open centrifugal rotor to provide a device for introducing an additive liquid into the separation chamber of the rotor; which device is designed so that it becomes inexpensive to manufacture and enables the introduction of additive liquid into the rotor without emulsion formation therein. The device must be able to be used with a centrifuge rotor which has only a central outlet for a separated liquid component. This object can be achieved according to the invention in a centrifugal separator of the kind initially indicated in that the boundary walls in the aforementioned channel between the separation chamber and the said receiving chamber in the rotor extend radially inwards past said predetermined radial level. and are arranged to forcibly carry additive liquid in the rotation of the rotor; introduced into the receiving chamber via the stationary means; before the additive liquid comes into contact with the separated liquid component.

Den tillförda tillsatsvätskan kommer således i mottagningskammaren och i den radiellt innersta delen av den nämnda kanalen att accelereras upp till rotorns rotationshastighet innan den möter den separerade vätskekomponenten; vilken befinner sig ett stycke in i kanalen räknat från mottagningskammaren.The supplied additive liquid will thus in the receiving chamber and in the radially innermost part of said channel be accelerated up to the rotational speed of the rotor before it meets the separated liquid component; which is located some distance into the channel from the receiving chamber.

För undvikande av att fastämnespartiklar som medbringas av vätska från separeringskammaren in i den nämnda kanalen avsätter sig på kanalens väggar och äventyrar en fri strömming av tillsatsvätska genom kanalen är det viktigt att kanalens begränsningsväggar bildar vinkel med rotorns rotatonsaxel åtminstone i den del av kanalen som befinner sig radiellt utanför den nämnda förutbestämda nivån; dit vätska från separeringskammaren längst kan komma§ Inom ramen för uppfinningen kan centrifugrotorn vara inrättad att mottaga tillsatsvätska från de nämnda stationära organen vid olika axiella nivåer i rotorn- Vid en föredragen utföringsform av upp- finningen är den nämnda mottagningskammaren utformad i den nedre delen av inloppskammaren; varvid de stationära organen sträcker sig in i rotorn via den övre öppna änden av inloppskammaren och vidare genom inloppskammaren ned till mottagningskammaren. Därigenom behöver inget exra utrymme tagas i anspråk för mottagningskammaren i närheten av rotorns utlopp för den separerade vätskekomponenten; och rotorn kan alltså ges minsta möjliga axiella utsträckning. 10 15 20 25 30 35 467 294 Uppfinningen beskrivs i det följande med hänvisning till bifogade ritning, som i fig 1 och 2 visar en föredragen utföringsform av uppfinningen och i fig 3 visar en alternativ utföringsform av uppfinningen.In order to avoid solid particles carried by liquid from the separation chamber into said channel depositing on the walls of the channel and endangering a free flow of additive liquid through the channel, it is important that the boundary walls of the channel form an angle with the rotor axis of the rotor at least radially outside said predetermined level; Within the scope of the invention, the centrifugal rotor may be arranged to receive additional liquid from the said stationary means at different axial levels in the rotor. In a preferred embodiment of the invention, said receiving chamber is formed in the lower part of the inlet chamber. ; the stationary means extending into the rotor via the upper open end of the inlet chamber and further through the inlet chamber down to the receiving chamber. As a result, no extra space needs to be taken up for the receiving chamber in the vicinity of the rotor outlet for the separated liquid component; and the rotor can thus be given the smallest possible axial extent. The invention is described in the following with reference to the accompanying drawing, which in Figs. 1 and 2 shows a preferred embodiment of the invention and in Fig. 3 shows an alternative embodiment of the invention.

I fig 1 visas en centrifugrotor, vars rotorkropp innefattar en nedre del 1 och en övre del 2; vilka delar axiellt sammanhålls medelst en låsring 3. En skruv eller mutter 4 fasthåller rotorkroppen på den översta delen av en vertikal drivaxel 5.Fig. 1 shows a centrifuge rotor, the rotor body of which comprises a lower part 1 and an upper part 2; which parts are axially held together by means of a locking ring 3. A screw or nut 4 holds the rotor body on the upper part of a vertical drive shaft 5.

Ett stationärt inloppsrör 6 för en vätskeformig blandning; som skall behandlas i rotorn; sträcker sig uppifrån axiellt in i rotorn och mynnar i en inloppskammare 7. Inloppskammaren 7; som således är öppen axiellt uppåt; avgränsas centralt i rotorn av ett svagt koniskt tunn- väggigt organ 8; som är förbundet med rotorkroppen.A stationary inlet pipe 6 for a liquid mixture; to be treated in the rotor; extends from above axially into the rotor and opens into an inlet chamber 7. The inlet chamber 7; which is thus open axially upwards; delimited centrally in the rotor by a slightly conical thin-walled member 8; which is connected to the rotor body.

Mellan organet 8 och rotorkroppsdelarna 1 och 2 bildas en separerings- kammare 9; vari är placerad en stapel av stympat koniska separerings- skivor 10 anordnade koaxiellt med rotorn och på axiellt avstånd från varandra. Separeringsskivorna vänder sina baspartier nedåt mot driv- axeln 5.A separating chamber 9 is formed between the member 8 and the rotor body parts 1 and 2; in which is placed a stack of frustoconical separating discs 10 arranged coaxially with the rotor and at axial distance from each other. The separating discs face their base portions downwards towards the drive shaft 5.

Stapeln av separeringsskivor 10 vilar på en stympat konisk mellan- vägg 11; vilken är utformad i ett stycke med den nedre delen av organet 8; som avgränsar inloppskammaren 7. Via radiellt och axiellt förlöpande vingar 12; förbundna med mellanväggen 11 och fördelade omkring rotorns centrumaxel; vilar mellanväggen ll på en ihålig stympat konisk kropp 13; vars övre del sträcker sig in i inlopps- kammaren 7 strax ovanför muttern 4. Mellan mellanväggen 11 och kroppen 13 avgränsas medelst vingarna 12 ett antal inloppspassager 14; som förbinder inloppskammaren 7 med separeringskammaren 9.The stack of separating discs 10 rests on a truncated conical partition wall 11; which is formed in one piece with the lower part of the member 8; delimiting the inlet chamber 7. Via radially and axially extending wings 12; connected to the partition wall 11 and distributed around the center axis of the rotor; the partition wall 11 rests on a hollow truncated conical body 13; the upper part of which extends into the inlet chamber 7 just above the nut 4. Between the partition wall 11 and the body 13 a number of inlet passages 14 are delimited by means of the wings 12; which connects the inlet chamber 7 to the separation chamber 9.

Den ihåliga stympat koniska kroppen 13 vilar på ett centralt parti av den nedre rotorkroppsdelen 1 och uppvisar på sin undersida minst ett radiellt spår 15. Spårets tvärsektionsarea är väsentligen oförändrad 467 294 10 15 20 25 30 35 utmed spårets längd och är väsentligt mindre än tvärsektionsarean hos var och en av inloppspassagerna 14.The hollow frustoconical body 13 rests on a central portion of the lower rotor body portion 1 and has on its underside at least one radial groove 15. The cross-sectional area of the groove is substantially unchanged along the length of the groove and is substantially smaller than the cross-sectional area of each of the inlet passages 14.

Mellan muttern 4 och den centrala övre delen av kroppen 13 avgränsas en central mottagningskammare 16, vilken via den kanal som bildas av spåret 15 kommunicerar med separeringskammaren 9.Between the nut 4 and the central upper part of the body 13 a central receiving chamber 16 is delimited, which communicates with the separation chamber 9 via the channel formed by the groove 15.

Ett smalt stationärt rör 17 sträcker sig in i och axiellt genom in- loppsröret 6 till den centrala mottagningskammaren 16. Det nedersta ändpartiet av röret 17 uppbär på sin utsida en konisk fläns eller skärm 18; vilken är så utformad att blandning som införs i rotorn via inloppsröret 6 leds in i ínloppskammaren 7 men hindras från att strömma in i mottagningskammaren 16.A narrow stationary tube 17 extends into and axially through the inlet tube 6 to the central receiving chamber 16. The lower end portion of the tube 17 carries on its outside a conical flange or screen 18; which is designed so that mixture introduced into the rotor via the inlet pipe 6 is led into the inlet chamber 7 but is prevented from flowing into the receiving chamber 16.

I den övre delen av rotorkroppen avgränsas en central utloppskammare 19; vilken via en passage 20 kommunicerar med separeringskammaren radiellt innanför separeringsskivorna 10. Passagen 20 bildar ett centralt bräddavlopp från separeringskammaren 9 för en däri separerad vätska.In the upper part of the rotor body a central outlet chamber 19 is delimited; which communicates via a passage 20 with the separation chamber radially inside the separation discs 10. The passage 20 forms a central overflow drain from the separation chamber 9 for a liquid separated therein.

Ett stationärt utloppsorgan 21; t.ex. en s.kÃ skalskiva; är anordnad i utloppskammaren 19 för utmatning av separerad vätska från denna.A stationary outlet means 21; for example a so-called shell disc; is arranged in the outlet chamber 19 for discharging separated liquid therefrom.

Utloppsorganet 21 är förbundet med en utloppsledning 22.The outlet means 21 is connected to an outlet line 22.

Den nedre rotorkroppsdelen 1 uppvisar ett flertal perifera portar 23 fördelade omkring rotorns centrumaxel. Dessa portar bildar perifera utlopp från separeringskammaren; vilka kan hållas stängda eller öppna under rotorns rotation. Härför är inuti rotorkroppen anordnad en ring- formig och axiellt rörlig ventilslid 24; som i ett övre läge (visat i fig l) tätande anligger mot den övre rotorkroppsdelen 2 i ett område sträckande sig omkring hela separeringskammaren 9 och i ett nedre läge kvarlämnar en spalt mellan sig och den övre rotorkroppsdelen 2 i nämnda område. I det nedre läget står separeringskammaren i för- bindelse med portarna 23; dvs. separeringskammarens perifera utlopp är härvid öppna. f) 10 15 20 25 30 35 467 294 För manövrering av ventilsliden 24 under rotorns rotation utnyttjas hydraulkrafter dels från i separeringskammaren 9 befintlig vätska, dels från en separat manövervätska som kan tillföras rotorkroppen via ett stationärt tillförselrör 25.The lower rotor body part 1 has a plurality of peripheral ports 23 distributed around the center axis of the rotor. These ports form peripheral outlets from the separation chamber; which can be kept closed or open during rotation of the rotor. For this purpose, an annular and axially movable valve slide 24 is arranged inside the rotor body; which in an upper position (shown in Fig. 1) sealingly abuts against the upper rotor body part 2 in an area extending around the entire separation chamber 9 and in a lower position leaves a gap between it and the upper rotor body part 2 in said area. In the lower position, the separation chamber communicates with the ports 23; i.e. the peripheral outlets of the separation chamber are then open. f) 10 15 20 25 30 35 467 294 For actuation of the valve slide 24 during the rotation of the rotor, hydraulic forces are used partly from liquid present in the separation chamber 9, partly from a separate control liquid which can be supplied to the rotor body via a stationary supply pipe 25.

Ventilsliden 24 tätar vid sitt centrumparti och vid sitt omkretsparti radiellt mot den nedre rotorkroppsdelen 1 och avgränsar med denna en s.k. stängningskammare 26 för manövervätska- Stängningskammaren sträcker sig omkring rotorns centrumaxel och har minst en central tillförselkanal 27 och minst en perifer utloppskanal 28 för manöver- vätska.The valve slide 24 seals at its center portion and at its circumferential portion radially against the lower rotor body part 1 and delimits therewith a so-called closing chamber 26 for operating fluid The closing chamber extends around the center axis of the rotor and has at least one central supply channel 27 and at least one peripheral outlet channel 28 for operating fluid.

Så länge manövervätska tillförs via tillförselröret 25 och tillförsel kanalen 27 hålls stängningskammaren 26 fylld med manövervätska.As long as operating fluid is supplied via the supply pipe 25 and the supply channel 27, the closing chamber 26 is kept filled with operating fluid.

Utloppskanalen 28 är dimensionerad så att detta blir möjligt. Manöver- vätskan håller genom sitt tryck ventilsliden 24 i dess övre läge; så att separeringskammarens perifera utlopp 23 hålls stängda. När de perifera utloppen skall öppnas avbryts under en längre eller kortare period tillförseln av manövervätska via tillförselröret 25. Stäng- ningskammaren 26 dräneras därvid helt eller delvis genom utlopps- kanalen 28; varvid ventilsliden 24 pressas nedåt till sitt öppnings- läge av trycket från i separeringskammaren 9 befintlig vätska. När stängningskammaren åter fylls med manövervätska; pressas ventilsliden 24 tillbaka till sitt stängningsläge.The outlet channel 28 is dimensioned so that this becomes possible. The operating fluid keeps the valve slide 24 in its upper position due to its pressure; so that the peripheral outlet 23 of the separation chamber is kept closed. When the peripheral outlets are to be opened, the supply of operating fluid via the supply pipe 25 is interrupted for a longer or shorter period of time. The closing chamber 26 is then drained in whole or in part through the outlet channel 28; wherein the valve slide 24 is pressed downwards to its opening position by the pressure from liquid present in the separation chamber 9. When the closing chamber is refilled with operating fluid; the valve slide 24 is pressed back to its closed position.

Under rotorns drift; då en vätskeformig blandning kontinuerligt tillförs via inloppsröret 6 och separerad vätska kontinuerligt avlägsnas via utloppsorganet 21 samt periferiutloppen 23 är stängda, bildas i rotorns olika kamrar fria vätskeytor vid de nivåer som i fig 1 illustreras med små trianglar. Sålunda bildas i inloppskammaren 7 en fri vätskeyta vid 29 och i separeringskammaren 9 en fri vätskeyta vid 30.During rotor operation; when a liquid mixture is continuously supplied via the inlet pipe 6 and separated liquid is continuously removed via the outlet means 21 and the peripheral outlets 23 are closed, free liquid surfaces are formed in the different chambers of the rotor at the levels illustrated in Fig. 1 with small triangles. Thus, in the inlet chamber 7 a free liquid surface is formed at 29 and in the separation chamber 9 a free liquid surface at 30.

I fig 2 visas en förstorad del av fig 1; varav framgår att en fri vätskeyta bildas under rotorns drift vid 31 i den kanal 15; som -P» cr. 10 l5 20 25 30 35 »o förbinder mottagningskammaren 16 med separeringskammaren 9. Vätskeytan vid 31 befinner sig på väsentligen samma radiella nivå som vätskeytan vid 29 i inloppskammaren 7, emedan strömningsmotståndet i inlopps- passagerna 14 är mycket litet och ingen vätskeströmning förekommer i f: kanalen 15. Passagerna 14 och kanalen 15 kommunicerar med varanda via den nedre delen av separeringskammaren 9.Fig. 2 shows an enlarged part of Fig. 1; from which it appears that a free liquid surface is formed during the operation of the rotor at 31 in the channel 15; som -P »cr. Connects the receiving chamber 16 to the separation chamber 9. The liquid surface at 31 is at substantially the same radial level as the liquid surface at 29 in the inlet chamber 7, since the flow resistance in the inlet passages 14 is very small and no liquid flow occurs in the channel. 15. The passages 14 and the channel 15 communicate with each other via the lower part of the separation chamber 9.

När efter någon tids drift av centrifugrotorn en viss mängd fast- ämnespartiklar i form av ett slam har avskilts i separeringskam- marens radiellt yttersta del; måste de perifera utloppen 23 fri- läggas under en kort stund för att slammet skall kunna slungas ut ur separeringskammaren. För att inte separerad väska därvid skall gå förlorad genom periferiutloppen införs; innan periferutloppen öppnas, en viss mängd s.k. förträngningsvätska i separeringskammaren 9. Denna förträngningsvätska, som har större täthet än den i rotorn separerade vätskan; införs via tillförselröret 17 i mottagningskammaren 16. I mottagningskammaren 16; vari medbringningsorgan; exempelvis i form av vingar eller med rotorn koaxiella ring formiga skivor kan vara anordnade; accelereras förträngningsvätskan successivt upp till rotorns rotationshastighet. Om inte förr så när förträngningsvätskan har inträtt i kanalen 15 bringas den sålunda att rotera med samma hastighet som rotorn. Först därefter når förträngningsvätskan kontakt med den separerade vätska som befinner sig i rotorn; dvs vid vätske- ytan 31 i kanalen 15. De båda olika slagen av vätskor kommer sålunda i 0 kontakt med varandra 1 ett område där de båda roterar med samma hastighet i rotorn; varför minsta möjliga risk för emulsionsbildning av vätskorna föreligger- Förträngningsvätskan strömmar vidare in 1 separeringskammaren 9 genom kanalen 15. I separeringskammaren 9 samlas förträngningsvätskan f vid rotorns omkrets radiellt utanför separeringsskivorna 10; och efter hand som mera förträngningsvätska tillförs rör sig gränsskiktet v; mellan denna och separerad vätska radiellt inåt i separeringskammaren.When, after some time of operation of the centrifuge rotor, a certain amount of solid particles in the form of a sludge has been separated in the radially outermost part of the separation chamber; the peripheral outlets 23 must be exposed for a short time in order for the sludge to be thrown out of the separation chamber. In order not to have a separated bag lost through the peripheral outlets, it is introduced; before the peripheral outlets are opened, a certain amount of so-called constriction liquid in the separation chamber 9. This constriction liquid, which has a higher density than the liquid separated in the rotor; is introduced via the supply tube 17 into the receiving chamber 16. In the receiving chamber 16; wherein carrying means; for example in the form of wings or with the rotor coaxial annular discs can be arranged; the displacement fluid is gradually accelerated up to the rotational speed of the rotor. If not sooner than when the displacement liquid has entered the channel 15, it is thus caused to rotate at the same speed as the rotor. Only then does the displacement fluid reach contact with the separated fluid located in the rotor; i.e. at the liquid surface 31 in the channel 15. The two different kinds of liquids thus come into contact with each other in an area where they both rotate at the same speed in the rotor; why the least possible risk of emulsion formation of the liquids exists- The displacement liquid flows further into the separation chamber 9 through the channel 15. In the separation chamber 9 the displacement liquid f collects at the circumference of the rotor radially outside the separation discs 10; and as more constriction fluid is added, the boundary layer v moves; between this and separated liquid radially inwards in the separation chamber.

Den separerade vätskan undanträngs således mot centrum av rotorn och strömmar ut genom utloppspassagen 20 och vidare via utloppsorganet 21 10 15 20 25 30 35 467 294 till utloppsledningen 22. Under denna förträngning av separerad vätska ut ur rotorn kan tillförseln av blandning via inloppsröret 6 vara avbruten, om så önskas.The separated liquid is thus displaced towards the center of the rotor and flows out through the outlet passage 20 and further via the outlet means 21 to the discharge line 22. During this narrowing of separated liquid out of the rotor, the supply of mixture via the inlet pipe 6 can be interrupted. , if desired.

När tillräckligt mycket förträngningsvätska införts i rotorn, friläggs periferiutloppen 23 under en kort stund, varvid separerat slam och förträngningsvätska slungas ut därigenom. Härvid töms kanalen 15 på förträngningsvätska. När periferiutloppen åter stängs och normal drift av centrifugrotorn återupptages, fylls kanalen 15 med separerad vätska från separeringskammaren 9 in till nivån 31 (fig 2).When sufficient displacement fluid has been introduced into the rotor, the peripheral outlets 23 are exposed for a short time, whereby separated sludge and displacement fluid are thereby ejected. In this case, the channel 15 is emptied of constriction liquid. When the peripheral outlets are closed again and normal operation of the centrifugal rotor is resumed, the channel 15 is filled with separated liquid from the separation chamber 9 to the level 31 (Fig. 2).

Vid den ovan beskrivna utföringsformen av uppfinninen är mottagnings- kammaren för förträngningsvätska belägen i den nedre delen av rotorns inloppskammare för blandning som skall separeras. Vid en alternativ utföringsform av uppfinningen som skall beskrivas nedan med hänvisning till fig 3 är mottagningskammaren för förträngningsvätska istället belägen ovanför inloppskammaren för blandning som skall separeras.In the above-described embodiment of the invention, the displacement liquid receiving chamber is located in the lower part of the rotor inlet chamber for mixing to be separated. In an alternative embodiment of the invention to be described below with reference to Fig. 3, the receiving chamber for displacement liquid is instead located above the inlet chamber for mixing to be separated.

I fig 3 visas en centrifugrotor av väsentligen samma slag som centri~ fugrotorn i fig 1. Organ som motsvarar varandra i fig 1 och 3 har åsatts samma sifferbeteckningar varvid bokstaven a_tillagts i fig 3.Fig. 3 shows a centrifugal rotor of substantially the same type as the centrifugal rotor in Fig. 1. Corresponding members in Figs.

Såsom framgår av fig 3 är mellan den övre rotorkroppsdelen 2a och den översta av separeringsskivorna l0a insatt en kropp l3a, som har en ringformig central del och en stympat konisk del däromkring. Den stympat koniska delen har på sin ovansida, som anligger mot undersidan av rotorkroppsdelen 2, åtminstone ett radiellt spår l5a. Den centrala ringformiga delen av kroppen l3a avgränsar en radiellt inåt öppen ringformig mottagningskammare l6a. Spåret l5a på kroppens l3a ovansida bildar en kanal, som förbinder mottagningskammaren l6a med separe- ringskammaren 9a. Axiellt genom kroppens l3a centrala del sträcker sig en kanal 32 som förbinder separeringskammaren 9a med passagen 20a.As can be seen from Fig. 3, a body 13a is inserted between the upper rotor body part 2a and the uppermost of the separating discs 10a, which has an annular central part and a truncated conical part around it. The frustoconical part has on its upper side, which abuts against the underside of the rotor body part 2, at least one radial groove 15a. The central annular portion of the body 13a defines a radially inwardly open annular receiving chamber 16a. The groove 15a on the upper side of the body 13a forms a channel which connects the receiving chamber 16a with the separation chamber 9a. A channel 32 extending axially through the central part of the body 13a connects the separation chamber 9a with the passage 20a.

Axiellt genom inloppsröret 6a sträcker sig ett smalare rör l7a för förträngningsvätska. Röret l7a är bockat 900 i höjd med mottagnings- 467 294 10 15 20 25 30 10 kammaren 16a och sträcker sig ut genom.inloppsrörets 6a vägg för inledning av förträngningsvätska i mottagningskammaren l6a.Extending axially through the inlet pipe 6a is a narrower pipe 17a for displacement liquid. The pipe 17a is bent 900 at the height of the receiving chamber 16a and extends through the wall of the inlet pipe 6a for the introduction of displacement liquid in the receiving chamber 16a.

'I Vid normal drift av rotorn bildas vid 31a en fri vätskeyta i den kanal, som bildas av spåret 15a, dvs radiellt utanför mottagnings- kammaren l6a.During normal operation of the rotor, at 31a a free liquid surface is formed in the channel formed by the groove 15a, i.e. radially outside the receiving chamber 16a.

Arbetssättet för centrifugrotorn enligt fig 3 är detsamma som det för centrifugrotorn i fig 1 och 2. Sålunda sträcker sig i båda fallen samtliga begränsningsväggar för spåret eller kanalen 15 resp. l5a radiellt innanför den nivå 31 resp. 31a; vid vilken en fri vätskeyta bildas under normal drift av rotorn. Därigenom kommer förträngnings- vätska; som införs i mottagningskammaren 16 resp. 16a; att säkert bibringas samma rotationshastighet som rotorn innan den kommer i kontakt med vätska; som har separerats i rotorn och som befinner sig i spåret eller kanalen 15 resp. 15a. Som tidigare angivits kan det finnas flera spår eller kanaler 15.The mode of operation of the centrifuge rotor according to Fig. 3 is the same as that of the centrifuge rotor of Figs. 1 and 2. Thus, in both cases, all the limiting walls of the groove or channel 15 and l5a radially inside the level 31 resp. 31a; at which a free liquid surface is formed during normal operation of the rotor. Thereby comes displacement fluid; which are introduced into the receiving chamber 16 resp. 16a; to be safely subjected to the same rotational speed as the rotor before it comes into contact with liquid; which have been separated in the rotor and which are located in the groove or channel 15 resp. 15a. As previously stated, there may be several tracks or channels 15.

Som framgår av fig 1 (och fig 3) bildas vid 29 i inloppskammaren 7 en fri vätskeyta; som befinner sig något radiellt innanför den fria vätskeytan vid 30 i separeringskammaren 9. Den radiella nivåskill- naden mellan dessa vätskeytor är väsentligen beroende av det ström- ningsmotstånd som separerad vätska möter vid sin radiella strömming genom stapeln av separeringsskivor 10.As can be seen from Fig. 1 (and Fig. 3), at 29 in the inlet chamber 7 a free liquid surface is formed; located slightly radially inside the free liquid surface at 30 in the separation chamber 9. The radial level difference between these liquid surfaces is essentially dependent on the flow resistance that separated liquid encounters during its radial flow through the stack of separation discs 10.

I det ovanstående har nämnts att särskilda medbringningsorgan i form av vingar; t-ex- liknande vingarna 12 i fig 1 och 2; kan vara anordnade i mottagningskammaren 16. Ett flertal dylika vingar för- delade omkring rotorns centrumaxel kan i en speciell utföringsform av uppfinningen sträcka sig radiellt och axiellt i ett ringformigt f utrymme hela vägen från mottagningskammaren 16 till separerings- kammaren 9 och sålunda mellan sig avgränsa kanaler motsvarande V kanalerna 15 och l5a i fig l resp. fig 3.In the above it has been mentioned that special carrying means in the form of wings; for example, the wings 12 in Figs. 1 and 2; may be arranged in the receiving chamber 16. A plurality of such wings distributed around the center axis of the rotor may in a particular embodiment of the invention extend radially and axially in an annular space all the way from the receiving chamber 16 to the separation chamber 9 and thus define channels therebetween corresponding to the V channels 15 and 15a in Figs. fig 3.

Claims

10 15 20 25 30 35

A centrifugal separator for dividing a liquid mixture into at least two components of different specific gravity, comprising a rotor (1,2) supported on top of a vertical drive shaft (5) and having a separation chamber (9) and a inlet (6) and two outlets; of which a central outlet (21) and a peripheral outlet (23); for each separated mixing components, a stack of frustoconical separating disks (10) arranged in the separating chamber (9) coaxial with the rotor; means (8) which centrally in the stack of separating discs (10) form an inlet chamber (Z) § which is partly open upwards for receiving mixture; to be separated; partly via inlet passages (14) communicating with the separation chamber (9); equipment for discharging the separated components from the rotor via said outlet during rotation of the rotor; which equipment comprises first means (20); which are arranged to maintain a free liquid surface during the operation of the rotor at a predetermined radial level (29) in the inlet chamber (7) of the rotor; and second means (24) arranged for intermittent opening and closing of the peripheral outlet (23); and a device for introducing into the separation chamber (9) an additive liquid which has a greater specific weight than the lighter of the separated mixing components §, which device comprises partly stationary means (17) for introducing the additive liquid centrally in the rotor, partly with the rotor connected bodies (13); which form a radially inwardly open receiving chamber (16) in the rotor for receiving the additive liquid from the stationary means (17) and at least one channel (15) extending from the receiving chamber (16) into the separation chamber (9) separated from said inlet passages (l4); 467 294 10 15 20 25 30 12 characterized in that the boundary walls of said channel (15) extend radially inwardly past said predetermined radial level (29) and are arranged to forcibly carry in the rotation of the rotor additional liquid supplied to the receiving chamber (16) via the stationary means (17), before the additive liquid comes into contact with separated light liquid component§

A centrifugal separator according to claim 1; characterized in that the truncated conical separating discs (10) are arranged with their base portions directed downwards towards the drive shaft (5); ~ that the channel (15) between the receiving chamber (16) and the separating chamber (9) is formed below the stack of separating discs (10); and - the stationary means (17) for introducing additive liquid into the rotor extend into the inlet chamber (7) via its upper open end.

A centrifugal separator according to claim 1 or 2; characterized in that the receiving chamber (16) in the rotor is delimited in the lower part of the inlet chamber (7) and constitutes an upwardly open space but otherwise separated from the inlet chamber (7).

A centrifugal separator according to claim 3; characterized in that a stationary tube (17) for introducing the additive liquid into the rotor extends into said space via the upper open end of the inlet chamber (7). 10 15 20 4-67 294 13

A centrifugal separator according to any one of the preceding claims; characterized by a stationary inlet pipe (6) arranged for initiating mixing in the inlet chamber of the rotor (7) at a first axial level in the rotor and an additional pipe (17) extending through the inlet pipe (6) for initiating the additive liquid at an axial lower level in the rotor

A centrifugal separator according to claim 1 or 2; k n n e t e c k - n a d a v that the channel (15) extends around the center axis of the rotor; ie the width of the channel; constitutes only a small part of the extent of the receiving chamber (16) in the same direction.

A centrifugal separator according to claim 1 or 2; characterized in that the rotor has a plurality of channels (15) for introducing additive liquid into the separation chamber (9) from said stationary means (17) § which channels (15) are distributed around the center axis of the rotor and are delimited between a plurality of wings with radial and axial extent in the rotor.

A centrifugal separator according to claim 7; feel that the wings extend radially inwards into the receiving chamber (16).