SE517375C2 - Sätt och arrangemang för att snabbt sänka rotationshastigheten hos en centrifugalseparator - Google Patents

Description

15 20 25 '517 375 2 eller partial tömning av ansamlat slam försöker man minska obalansen genom att fylla rotorkroppen med vatten och stänga tillflödet av vätska som skall renas. I båda fallen dröjer det dock en viss tid innan rotationshastigheten blivit tillräckligt låg för att inte skador skall uppstå.

Den nu föreliggande uppfinningen avser att skapa möjlighet att på ett snabbt och tillförlitligt sätt sänka rotationshastigheten hos en roterande rotorkropp i en centrifugalseparator. Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen genom att ett utrymme mellan rotorkroppen och ett hölje som omger denna tillföres skum eller en aerosol av vätska i en gas, när obalans eller vibrationer över en viss nivå har uppstått. Rotorkroppen bromsas av den friktion som erhålles mellan rotorkroppen, skummet eller aerosolen och höljet. Avsikten med inbromsningen kan antingen vara att få rotorkroppen att stanna helt eller att bromsa den så att rotorkroppen snabbt passerar de varvtal där störande vibrationer eller obalans kan skada centrifugalseparatorn. Det har överraskande visat sig att en tillförsel av skum eller en aerosol av vätska i gas har en kraftigt bromsande inverkan. Skum består av gas- eller luftblåsor åtskilda av tunna vätskelameller. Densiteten hos skummet beror dels på densiteten hos den vätska som bildar skummet, dels på förhållandet mellan mängden vätska och gas eller luft. Aerosolen består av små vätskedroppar fördelade i en gas. Även här beror densiteten på densiteten hos vätskan och på förhållandet mellan mängden vätska och gas. Bromseffekten är direkt proportionell mot densiteten hos det medium som omger rotorkroppen.

Med fördel initieras tillförseln av skum eller aerosol av den radiella förskjutning av rotorkroppen som uppkommer vid obalans. Alternativt kan tillförseln initieras av en vibrationsmätare som ger signal då vibrationerna överstiger en viss nivå. 10 15 20 25 30 '- 517 375 3 För att undvika skador är det viktigt att en bromsande kraft snabbt får effekt.

Skummet eller aerosolen tillföres därför under en kort period lämpligen understigande 30 sekunder.

Mängden skum eller aerosol som behöver tillföras anpassas till storleken hos rotorkroppen. För en liten centrifugalseparator kan endast några liter behöva tillföras, för en stor centrifugalseparator kan volymen vara flera 10-tals liter.

Med fördel utnyttjas ett skum som är av sådant slag att det har brand- släckande egenskaper. I många applikationer behandlas lättantändliga vätskor. Det kan även vara så att centrifugalseparatorn användes under förhållanden, där en brand kan vara ödesdiger.

Ett arrangemang för att sänka rotationshastigheten hos en roterande rotorkropp i en centrifugalseparator, vilken sänkning initieras då en störande obalans eller störande vibrationer uppträtt, omfattar medel anordnade att vid enäviss obalans eller vid en viss vibrationsnivå aktivera ett skumgenererande organ eller ett organ som skapar en aerosol i avsikt att fylla ett utrymme mellan rotorkroppen och ett hölje som omger denna med skum eller aerosol.

Om en störande obalans som resulterar i en radiell förskjutning av rotorkroppen är orsakad av en ojämn ansamling av slam kan nämnda medel lämpligen vara anordnade att aktivera det skumgenererande organet som står i förbindelse med utrymmet mellan rotorkroppen och det omgivande höljet för att fylla utrymmet med skum.

Nämnda medel för att aktivera det skumgenererande organet utgöres med fördel av en från rotorkroppen utstickande del som vid obalans mekaniskt påverkar en förslutningsanordning på en ledning som står i förbindelse med det skumgenererande organet. Det skumgenererande organet omfattar lämpligen en behållare fylld med skumbildande vätska och gas. 10 15 20 25 30 =517 375 4 Det organ som tillför aerosol till utrymmet omfattar en behållare med vatten under högt tryck samt ett munstycke som när behållaren öppnas skapar en vattendimma med mycket små droppar.

Enligt uppfinningen åstadkommer man alltsà en bromsande kraft genom att fylla utrymmet mellan den roterande rotorkroppen och höljet med skum eller med en aerosol. En roterande rotorkropp i en centrifugalseparator som arbetar vid fullvarv representerar en avsevärd levande kraft. Storleken hos denna kraft varierar naturligtvis med storleken hos rotorkroppen.

Beroende på den inbromsningstid som önskas väljer man en lämplig densitet hos skummet eller aerosolen. Skulle rotorkroppen bromsas genom att utrymmet tillfördes enbart vatten blir belastningen på det omgivande stativet så stor att detta riskerar att skadas. Vid enbart luft i utrymmet blir den bromsande kraften så liten att tiden från fullvarv till stillastående kan uppgå till 30-90 minuter. Retardationen eller det bromsande momentet är direkt proportionell mot det omgivande mediets densitet.

Lämpligen utnyttjar man ett skum med relativt stor mekanisk stabilitet som inte direkt sönderfaller eller slungas ut mot höljet så att det bildas en tunn luftspalt närmast rotorkroppen.

Om rotorkroppen bromsas med en aerosol bör vätskedropparna vara så smà att lyftkrafterna är av samma storleksordning som tyngdkraften och dropparna därmed finns kvar i aerosolen under en viss tid efter tillförseln till utrymmet.

En typ av skum som är lämpligt att använda för detta ändamål är brand- släckningsskum. Dessa skum bildas av ytaktiva ämnen, exempelvis fluorine- rade ytaktiva ämnen, glykoler, tensider och polysackarider som blandas med vatten för att bilda en s k premix. För att skapa skummet tillföres luft eller gas 10 15 20 25 30 < 517 375 under tryck. Beroende på blandningsförhållandet mellan premix och luft eller gas erhålles skum med olika densitet. Utformningen av det munstycke där skummet bildas avgör expansionsgraden d v s förhållandet mellan vätska och gas eller luft i skummet. En hög expansionsgrad ger ett lätt skum, medan större mängd vätska ger ett tyngre skum. Även för skapande av en lämplig aerosol kan brandsläckningsutrustning för skapande av vattendimma utnyttjas. Sådan utrustning innefattar behållare med drivgas av lämpligt slag under högt tryck. Vattendimman skapas genom att vattnet bringas att passera speciella dysor som finfördelar vattnet till mycket små droppar. En sådan vattendimma innefattar vattendroppari storleksordningen 50 - 200 um.

Bifogade ritning visar hur tiden för att bromsa en rotorkropp beror av rotorkroppens storlek och av volymfraktionen vatten i det medium som omger rotorkroppen. Den kurva som numrerats med 1 representerar den rotor som är minst, medan den kurva som numrerats med 9 avser en rotor som är fem gånger större. Som synes kan en relativt liten mängd vatten minska bromstiden i en avsevärd grad. Sänkes rotationshastigheten ned till under 800 varv/min kan risken för skador avsevärt reduceras. För att uppnå detta mål krävs att volymfraktionen vatten ligger i intervallet 0,4 - 0,7 %.

Nedan redovisas resultatet av ett test av bromsning av rotorkroppen i en centrifugalseparator med skum.

Vid försöken utnyttjades ett släckmedel som används i på marknaden förekommande skumsläckare. Släckmedlet blandades med vatten i olika proportioner och blandningen sattes under tryck i ett tryckkärl. Tryckkärlet var i sin övre del försett med en slang som stod i förbindelse med utrymmet mellan rotorkroppen och ett omgivande hölje. Ett expansionsmunstycke var 10 15 517~ 375 6 anordnat i slangens mot centrifugalseparatorn vända del vid inloppet till nämnda utrymme.

Vid proven användes en centrifugalseparator med en rotorradie av 300 mm som vid samtliga prov roterade med samma varvtal, 10400 rpm när tillförseln av skum startade.

Under proven mättes varvtalet och bromstid. Det första provet gjordes med en mindre mängd skum. Avsikten var att kontrollera att rotorkroppen inte skulle påverkas så att den blev instabil under inbromsningen.

Den skumgenererande vätskan föreligger i form av ett koncentrat, som blandas med lämplig mängd vatten. I prov nr 1 var mängden vätska 4 liter innehållande 10% koncentrat. Vätskan överföres till ett behållare och sattes under tryck. Vid nedanstående prov var trycket i behållaren 20 bar. När behållaren öppnades genom att tillslutningsanordningen punkterades startade skumbildningen som pågick under 20-30 sekunder. 10 15 20 '-517- 375 7 EE! Prov nr 1 2 3 4 5 Mängd vätska i liter 4 6 8 6 4 därav % koncentrat 10 10 15 20 20 Varvtal när prov avbryts 6000 0 0 0 20 Stopptid sekunder -- 60 60 -- Den bromsande verkan pà rotorkroppen upphör vid 500r/min vid prov nr 2.

Av dessa prov att döma ätgär för fullständig bromsning av den centrifugalseparator som undersöktes 6 - 8 liter vätska innehållande minst 10 % skumbildare.

När centrifugalseparatorn stannat var utrymmet mellan rotorkroppen och höljet fyllt med skum som kunde sköljas bort.

Claims (12)

10 15 20 25 30 '»517~ 375 8 Patentkrav

1. Sätt att snabbt sänka rotationshastigheten hos en roterande rotorkropp i en centrifugalseparator, varvid sänkning av rotationshastigheten initieras då störande obalans eller vibrationer uppträtt, klä n n e t e c k n a t av att ett utrymme mellan rotorkroppen och ett stationärt hölje som omger rotor- kroppen tillföres skum eller en aerosol av vätska i en gas, när obalans eller vibrationer över en viss nivå har uppstått, varvid rotorkroppen bromsas av den friktion som erhålles mellan rotorkroppen, skummet eller aerosolen och höljet.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att tillförseln av skum eller aerosol initieras av den radiella förskjutningen av rotorkroppen orsakad av obalans.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att tillförseln av skum eller aerosol initieras av en vibrationsmätare, som ger signal då vibrationerna överstiger en viss nivå.

4. Sätt enligt något av föregående krav, k än n e t e c k n at av att skum eller aerosol tillföres utrymmet under en tidsperiod understigande 30 sekunder

5. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at av att skum eller aerosol tillföres i en volym som är beroende av storleken hos rotorkroppen.

6. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at av att det vatten i skummet eller aerosolen som förångas sänker temperaturen hos rotorkroppen. 10 15 20 25 30 517 11375

7. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n at av att det tillförda skummet är av sådant slag att det har brandsläckande egenskaper.

8. Arrangemang för att sänka rotationshastigheten hos en roterande rotorkropp i en centrifugalseparator, varvid sänkning av rotationshastigheten initieras då störande obalans eller störande vibrationer uppträtt, k ä n n e- te c k n at av att medel är anordnade att vid en viss obalans eller vid en viss vibrationsnivå aktivera ett skumgenererande organ eller ett organ som skapar en aerosol i avsikt att fylla ett utrymme mellan rotorkroppen och ett hölje som omger denna med skum eller aerosol.

9. Arrangemang enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at av att nämnda medel är anordnade att, vid en viss obalans beroende på en radiell förskjutning av rotorkroppen orsakad av en ojämn anslamling av slam, aktivera det skumgenererande organet vilket står i förbindelse med ett utrymme mellan rotorkroppen och ett omgivande hölje för att fylla utrymmet med skum.

10. Arrangemang enligt krav 9, k ä n n e t e c k n at av att medlet för att aktivera det skumgenererande organet utgöres av en fràn rotorkroppen utstickande del som vid obalans mekaniskt påverkar en förslutningsanordning på en ledning från det skumgenererande organet till centrifugalseparatorn.

11. Arrangemang enligt krav 10, k ä n n e t e c k n at av att det skumgenererande organet omfattar en behållare fylld med skumbildande vätska.

12. Arrangemang enligt krav 8, k ä n n e t e c k n a t av att organet som tillför aerosol till utrymmet omfattar en behållare med vatten under högt tryck *S17 375 /0 samt ett munstycke som när behållaren öppnas skapar en vattendimma med mycket små vattendroppar.