SE513783C2 - Centrifugalseparator med inlopps- och utloppskammare centralt belägna i rotorn - Google Patents

Description

15 20 25 30 513 783 2 Enligt den föreliggande uppfinningen åstadkommes detta genom att utmatningskammaren är bildad av den del av skiljeväggen, som sträcker sig in i håligheten innanför separeringsskivornas innerkanter på sådant sätt att utmatningskammaren radiellt utåt är avgränsad mot separerings- kammaren av ett väsentligt cylindriskt avsnitt av denna del av skilje- väggen och axiellt är avgränsad av två ringformiga ändväggar, som sträcker sig radiell inåt från det cylindriska avsnittet på ett axiellt avstånd från varandra, av vilka ändväggar den ena ändväggen avgränsar utmat- ningskammaren axiellt mot inloppskammaren, varvid utmatningskamma- ren kommunicerar med en central del av separeringskammaren via minst en kanal , som har en inloppsöppning axiellt inuti stapeln av separerings- skivor och en utloppsöppning, som mynnar i utmatningskammaren.

Detta möjliggör även att centrifugalseparatorn kan utformas med relativt liten axiell utsträckning och med strömningskanaler, som utmed hela deras utsträckningar bildar tillräckligt stora vinklar mot rotationsaxeln för att förhindra ansamlingar av i strömningskanalerna separerade partiklar, vilka kan förorsaka igensättningar. l en föredragen utföringsform av uppfinningen sträcker sig nämnda del av skiljeväggen genom väsentligen hela stapeln av separeringsplåtar, varvid denna del är försedd med medel för radiell och polär styrning av separe- ringsskivorna. Företrädesvis är åtminstone fem procent av antalet separe- ringsskivori stapeln belägna mellan kanalens inloppsöppning och en närmast inloppsöppningen belägen axiell ände av stapeln.

Genom att kanalens inloppsöppning på detta sätt är anordnade i skilje- väggen och belägen axiellt inuti stapeln av separeringsskivor kan flödet genom stapeln fördelas jämnt i mellanrummen mellan separerings- skivorna samtidigt som skiljeväggen kan ge stapeln en stabil styrning. 10 15 20 25 30 513 783 3 l en annan utföringsform bildar den i utmatningskammaren befintliga under drift separerade lätta vätskekomponenten en roterande vätske- kropp med en radiellt inåt vänd fri vätskeyta belägen på en viss radiell nivå, varvid kanalens utloppsöppning i utmatningskammaren är belägen radiellt innanför denna radiella nivå. Kanalen är lämpligen inrättad att utgöra ett motstånd mot flöde genom densamma. Motståndet medför att variationer i flödet in och ut ur utmatningskammaren kan reduceras, vilka variationer eljest kan förorsaka rotordynamiska svängningsproblem. l en speciell utföringsform av en centrifugalseparator enligt uppfinningen har den en ytterligare utmatningskammare, som kommunicerar med en radiellt yttre del av separeringskammaren via minst en passage, som är åtskild från radiellt inre delar av separeringskammaren medelst en skiljeplåt, varvid den andra ändväggen utgörs av denna skiljeplåt. l det följande beskrivs uppfinningen närmare med hänvisning till figuren på bifogad ritning. Figuren visar schematiskt ett axiellt snitt genom en del av en centrifugalseparator enligt uppfinningen.

Den i figuren visade centrifugalseparatorn har en rotor, som har en underdel 1 och en överdel 2, vilka sammanhålls axiellt av en låsring 3.

Inuti rotorn är en axiellt rörlig ventilslid 4 anordnad. Denna ventilslid 4 avgränsar tillsammans med överdelen 2 en separeringskammare 5 och är anordnad att öppna och stänga en utloppspassage mellan separerings- kammaren 5 och utloppsöppningar 6 för intermittent utsläppande av slam- partiklar, som har utseparerats från en rotorn tillförd blandning och ansamlats vid separeringskammarens 5 periferi. Ventilsliden 4 avgränsar tillsammans med underdelen i en stängningskammare 7, vilken är för- sedd med ett inlopp 8 och ett strypt utlopp 9 för en s.k. stängningsvätska.

Under rotation av rotorn pressas Ventilsliden 4 av trycket från den i" 10 15 20 25 513 7834 stängningskammaren 7 befintliga stängningsvätskan genom centrifugal- kraftens inverkan till tätande anliggning mot en i överdelen 2 anordnad ringformig tätning 10.

Inuti separeringskammaren 5 är en stapel 11 bestående av ett antal stympat koniska separeringsskivor anordnad mellan en rotoraxeln omslutande skiljevägg 12, som avgränsar separeringskammaren radiellt inåt mot en central inloppskammare 13, och en skiljeplåt 14.

Centralt i det i figuren visade exemplet sträcker sig axiellt en inlopps- ledning 15, vilken mynnar i inloppskammaren 13, för tillförsel av den vätska som skall centrifugeras.

Stapeln bildar inuti sig en centralt belägen rotationsaxeln omslutande hålighet 16 radiellt innanför separeringsskivornas innerkanter. I denna hålighet 16 sträcker sig en del av skiljeväggen 12 axiellt genom hela stapeln 11 av separeringsskivor. Denna del av skiljeväggen 12 är på utsidan försedd med ett antal runt rotationsaxeln fördelade bommar 17.

På dessa bommar styrs separeringsskivorna polärt. Separeringsskivorna bildar mellan sig mellanrum, i vilka den huvudsakliga separeringen sker.

Den vätskeformiga blandningen tillförs mellanrummen via i separerings- skivorna och i skiljeväggen 12 anordnade uppledningshål 18. l ett övre cylindriskt avsnitt av denna del bildar skiljeväggen 12 en utmatningskammare 19, i vilken en ur vätskeblandningen under drift separerad specifikt lätt vätskekomponent ansamlas, varvid det cylindriska avsnittet avgränsar utmatningskammaren 19 radiellt utåt mot separerings- kammaren 5. Axiellt avgränsas utmatningskammaren 19 av en första och en andra ringformig ändvägg 20 respektive 21. 10 15 20 25 513 7835 Utmatningskammaren 19 kommunicerar med separeringskammaren 5 via minst en kanal 22. l figuren är två kanaler 22 visade. Kanalerna har inloppsöppningar, som är belägna på en vald axlell nivå inuti stapeln 11 och utloppsöppningar, som är belägna på en vald radiell nivå. l det visade exemplet är ett stationärt utmatningsorgan 23 anordnat i utmatningskam- maren 19 för utmatning av den specifikt lätta komponenten ut ur rotorn. l utmatningskammaren 19 bildar den specifikt lätta komponenten en roterande vätskekropp med en radiellt inåt vänd fri vätskeyta belägen på en radiell nivå, som bestäms av mottrycket i utloppskanalen 24 i det stationära utmatningsorganet 23. I den såsom exempel visade centri- fugalseparatorn är den radiella nivå för kanalens 22 utloppsöppning är belägen radiellt innanför den radiella nivån för den fria vätskeytan, vilket medför att denne radiella nivå blir bestämmande såsom vätskenivå i separeringskammaren 5 och inte den radiella nivån för den fria vätske- ytan i utmatningskammaren 19.

Den såsom exempel visade centrifugalseparatorn har dessutom en ytterligare utmatningskammare 25 för utmatning av en specifikt tung vätskekomponent, som kommunicerar med en radiellt yttre del av separeringskammaren 5 via minst en passage 26, som är åtskild från radiellt inre delar av separeringskammaren medelst en skiljeplåt 14, som samtidigt utgör den andra ändväggen 21. Även i denna utmatnings~ kammare är ett stationärt utmatningsorgan 27 anordnat med en utlopps- kanal 28. Denna utloppskanal 28 och den tidigare nämnda utlopps- kanalen 24 är anslutna till var sitt utlopp 29 respektive 30.

Den i figuren visade centrifugalseparatorn enligt uppfinningen arbetar på följande sätt: 10 15 20 25 30 513 7856 I samband med att centrifugalseparatorn startas och rotorn bringas att rotera, tillsluts separeringskammaren 5 genom att en stängningsvätska tillförs stängningskammaren 7 genom inloppet 8. Så snart separerings- kammaren 5 är stängd kan den vätskeblandning som skall centrifugeras tillföras separeringskammaren 5 genom inloppsledningen 15. När rotorn erhållit driftsvarvtal och separeringskammaren 5 fyllts, separeras de i vätskeblandningen ingående komponenterna under inverkan av de på desamma verkande centrifugalkrafterna. Separeringen sker därvid huvudsakligen i mellanrummen mellan separeringsskivorna i stapeln 11, till vilka mellanrum den tillförda vätskeblandningen leds via upplednings- hålen 18. Under separeringen slungas en specifikt tung vätskekomponent och tunga slampartiklara radiellt ut mot separeringskammarens 5 periferi där de ansamlas, varvid slampartiklarna ansamlas vid separeringskam- marens allra yttersta periferi, medan en specifikt lätt vätskekomponent strömmar radiellt inåt i mellanrummen mellan separeringsskivorna och ansamlas i en central del i separeringskammaren 5 .

Vätskekomponenten med hög densitet, som ansamlats vid en radiellt yttre del av separeringskammarens 5, strömmar radiellt inåt genom passagen 26 in i utmatningskammaren 25. Häri bildar den en väsentligen cylindrisk vätskekropp, som roterar med rotorn kring rotationsaxeln. Ut ur utmatningskammaren 25 utmatas denna vätskekomponent under tryck via utloppskanalerna 28 i utloppsorganet 26, som är anordnat i ut- matningskammaren 25. l den som exempel visade centrifugalseparatorn slungas ansamlade slampartiklar ut genom utloppsöppningarna intermittent antingen med jämna tidsintervall eller när så mycket slampartiklar ansamlats att ett nöjaktigt separeringsresultat inte längre kan erhållas. Detta sker genom att tillförseln av stängningsvätska till stängningskammaren 7 avbryts, 10 513 783 varigenom stängningskammaren 7 töms på sitt innehåll av stängnings- vätska genom det strypta utloppet 9. Av trycket från vätskan i separe- ringskammaren pressas ventilsliden 4 ned och passagen mot utiopps- öppningarna 6 öppnas. Separeringskammaren 5 därvid tömmas helt eller delvis på sitt innehåll.

Den centralt ansamlade specifikt lätta vätskekomponenten strömmar in i utmatningskammaren 19 via kanalen 22.

Genom att kanalens 22 inloppsöppningar på detta sätt är anordnade i skiljeväggen 12 och belägen axiellt inuti stapeln 11 av separeringsskivor kan flödet genom stapeln fördelas jämnt i mellanrummen mellan separe- ringsskivorna samtidigt som skiljeväggen 12 kan ge stapeln 11 en stabil styrning.

Claims (6)

10 15 20 25 30 513 785 8 P r v

1. Centrifugalseparator med en rotor, vilken är roterbar kring en rotationsaxel och inuti sig bildar - en centralt i rotorn belägen inloppskammare (13), i vilken en inlopps- ledning (15) för tillförsel av en vätskeformig blandning av komponenter, SOm Ska Sepâfefas, myflnaf, - en separeringskammare (5), som omger och kommunicerar med inloppskammaren (13) via en passage men i övrigt är avgränsad från inloppskammaren (13) medelst en skiljevägg (12), som omsluter rotationsaxeln och - en centralt i rotorn belägen utmatningskammare (19), som kommuni- cerar med separeringskammaren (5) vid en central del av separerings- kammaren (5), vid vilken en ur vätskeblandningen under drift separerad specifikt lätt vätskekomponent under drift ansamlas, varvid en stapel (11) av ett antal stympat koniska separeringsskivor, som har en innerkant och en ytterkant, är anordnad axiellt i separerings- kammaren (5) och en del av skiljeväggen (12) sträcker sig centralt axiellt genom stapeln (11) av separeringsskivorna i den hålighet (16), som bildas radiellt innanför deras innerkanter förbi åtminstone halva antalet separeringsskivor, kännetecknad av att utmatningskammaren (19) är bildad av denna del av skiljeväggen (12) på sådant sätt att utmatningskammaren (19) radiellt utåt är avgränsad 10 15 20 25 513 783 9 mot separeringskammaren (5) av ett väsentligen cylindriskt avsnitt av denna del av skiljeväggen (12) och axiellt är avgränsad av en första och en andra ringformig ändvägg (20 resp.21), som sträcker sig radiellt inåt från det cylindriska avsnittet på ett axiellt avstånd från varandra, av vilka ändväggar (20, 21) den första ändväggen (20) avgränsar utmatnings- kammaren (19) axiellt mot inloppskammaren (13), varvid utmatnings- kammaren (19) kommunicerar med en central del av separerings- kammaren (5) via minst en kanal (22), som har en inloppsöppning axiellt inuti stapeln (11) av separeringsskivor och en utloppsöppning, som mynnar i utmatningskammaren (19).

2. Centrifugalseparator enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda del av skiljeväggen (12) sträcker sig genom väsentligen hela stapeln (11) av separeringsplàtar och är försedd med medel för radiell och polär styrning av separeringsskivorna

3. Centrifugalseparator enligt krav 1, åk ä n n e t e c k n a d a v att åtminstone fem procent av antalet separeringsskivor i stapeln är belägna mellan kanalens (22) inloppsöppning och en närmast inloppsöppningen belägen axiell ände av stapeln (11).

4. Centrifugalseparator enligt krav 1 eller 2, i vilken den i utmatnings- kammaren (19) befintliga under drift separerade lätta vätskekompo- nenten bildar en roterande vätskekropp med en radiellt inåt vänd fri vätskeyta belägen på en viss radiell nivå, k ä n n e t e c k n a d a v att kanalen (22) har en utloppsöppning i utmatningskammaren (19) vid en radiell nivå, som är belägen radiellt innanför den fria vätskeytans radiella nivå i utmatningskammaren (19). 10 513 783 10

5. Centrifugalseparator enligt något av kraven 1-4, k ä n n e t e c k - n a d a v att kanalen (22) är inrättad att utgöra ett motstånd mot flöde genom densamma.

6. Centrifugalseparator enligt något av föregående krav, i vilken en ytterligare utmatningskammare (19) kommunicerar med en radiellt yttre del av separeringskammaren (5) via minst en passage (26) som är åtskild från radiellt inre delar av separeringskammaren (5) medelst en skiljeplåt (14), k ä n n e t e c k n a d a v att den andra ändväggen (21) utgörs av denna skiljeplåt (14).