SE521366C2 - Sätt och anordning för rengöring av en centrifugalseparator - Google Patents

Description

25 521 sas ~~¿; placerad så att jästen kan passera genom densamma, innan den inkommer i koncentratkammaren.

Ett problem som har uppmärksammats vid en centrifugalseparator av det här slaget är att delar av rotorn och vissa processledningar utanför rotorn nedströms om denna ej har blivit tillräckligt rena vid en på konventionellt sätt utförd rengöring av centrifugalseparatorn under rotorns rotation. Vid en sådan rengöring tillförs kontinuerligt rengöringsvätska via rotorns inlopp för blandning, som skall behandlas i rotorn, varvid rengöringsvätskan avlägs- nas från rotorn via de ordinarie rotorutloppen för separerad vätskefas resp. separerad koncentratfas. Problemet som har uppmärksammats gäller strömningsvägarna för separerad koncentratfas, vilka inte blivit rengjorda i önskad utsträckning vare sig inuti rotorn eller nedströms om denna.

Problemet beror på att den nämnda vortex-anordningen har den egen- skapen - som är önskvärd under normal separering men ej vid rengöring av centrifugalseparatorn - att den reducerar ett genomflöde av vätska om vätskans viskositet sjunker. Eftersom rengöringsvätska har väsentligt lägre viskositet än den koncentratfas som normalt passerar genom vortex- anordningen, blir det resulterande flödet av rengöringsvätska i flödes- vägarna för koncentratfasen oönskat lågt, vilket leder till en otillräcklig rengöring av dessa strömningsvägar. Det har i vissa fall konstaterats att flödet av rengöringsvätska genom de aktuella strömningsvägarna varit blott ca. 30% av det normala flödet av koncentratfas under pågående separe- ring.

Det här aktuella problemet uppkommer naturligtvis inte endast vid den utföringsform av en centrifugaiseparator som diskuterats ovan. Vid varje centrifugalseparator, vars rotor har en vortex-anordning av ett eller 10 15 20 25 521 566 annat slag placerad i flödesvägen för en flytande koncentratfas mellan ett s.k. koncentratutrymme och en s.k. koncentratkammare, uppkommer problemet, sålunda även exempelvis vid en rotor försedd med en vortex- anordning av det slag som framgår av DE 36 13 335 C1 eller DE 36 35 059 C1.

Den föreliggande uppfinningen har till ändamål att lösa problemet med otillräcklig rengöring av en centrifugalseparator avsedd för uppdelning av en flytande blandning innehållande fasta partiklar i en vätskefas, som är väsentligen fri från fasta partiklar och har relativt låg viskositet, och en koncentratfas, som är rik på fasta partiklar och har relativt hög viskositet och större densitet än vätskefasen, vilken centrifugalseparator innefattar en rotor, som är roterbar omkring en central rotationsaxel och som har ett inlopp för nämnda blandning, ett utlopp för nämnda vätskefas och ett utlopp för nämnda koncentratfas, och vid vilken centrifugalseparator - rotorn avgränsar ett processvätskeutrymme innefattande åtminstone en separeringskammare, som har ett vätskeutrymme för separerad vätske- fas och ett koncentratutrymme för separerad koncentratfas, en vätskeut- loppskammare, som kommunicerar med nämnda vätskeutrymme, och en koncentratutloppskammare, som via minst en koncentratpassage kommu- nicerar med nämnda koncentratutrymme, - den nämnda koncentratpassagen sträcker sig genom en vortex- anordning inrättad att vid oförändrat tryckfall över densamma medge ett större genomflöde av koncentratfas som har relativt hög viskositet än av koncentratfas som har relativt låg viskositet, och 10 15 20 25 - ett koncentratutloppsorgan, som är inrättat att ej rotera tillsammans med rotorn, sträcker sig in i koncentratutloppskammaren för utmatning av separerad koncentratfas ur rotorn. Ändamålet med uppfinningen kan uppnås därigenom - att rengöringsvätska införs i rotorn till en annan del av rotorns processvätskeutrymme än den nämnda koncentratutloppskammaren, - att rengöringsvätska överförs från nämnda andra del av rotorns processvätskeutrymme till koncentratutloppskammaren en annan väg än via den nämnda vortex-anordningen, och - att rengöringsvätska avlägsnas från koncentratutloppskammaren och leds ut ur rotorn via det nämnda koncentratutloppsorganet.

På detta sätt kan rengöringsvätska i tillräcklig mängd per tidsenhet tillföras koncentratutloppskammaren och därifrån pumpas vidare ut genom kon- centratutloppsorganet till flödesvägar för koncentratfasen nedströms om centrifugalseparatorn.

Rengöringsvätska kan om så önskas införas i rotorn medelst ett speciellt tillförselorgan men företrädesvis utnyttjas härför centrifugalseparatorns normala inlopp för blandning som skall behandlas i rotorn.

Rengöringsvätskan kan överföras till koncentratutloppskammaren från den nämnda andra delen av processvätskeutrymmet i rotorn på olika sätt.

Exempelvis kan ett centralt i rotorn placerat och radiellt rörligt skalorgan eller dylikt användas för att under en rengöringsoperation förflyttas till 10 15 20 25 kontakt med rengöringsvätska, som har införts i den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme. Ett utlopp från ett sådant skalorgan kan vara inrättat att leda sålunda utskalad rengöringsvätska in i koncentrat- utloppskammaren. Alternativt kan för överföringen av rengöringsvätska användas ett skalorgan, vilket är placerat i rotorn men inte är radiellt rörligt, varvid istället den fria vätskeytan av rengöringsvätska i den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme förflyttas radiellt inåt i rotorn till en nivå radiellt innanför den vid vilken processvätska befinner sig under normal drift av centrifugalseparatorn, dvs. under en pågående separerings- operation.

Om den fria vätskeytan av rengöringsvätska förflyttas radiellt inåt på det nyss nämnda sättet, är det inte säkert att ett skalorgan behöver användas för överföringen av rengöringsvätska till koncentratutloppskammaren.

Istället kan med fördel en överföringspassage vara utformad i själva rotorn, inrättad att leda rengöringsvätska direkt in i koncentratutloppskammaren från den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme, när ren- göringsvätska när radiellt in till denna överföringspassage.

Företrädesvis innefattar centrifugalseparatorn - ett vätskeutloppsorgan, som är inrättat att ej rotera tillsammans med rotorn och som sträcker sig in i vätskeutloppskammaren för utmatning av separerad vätskefas ur rotorn, och ~ organ inrättade att under normal drift av centrifugalseparatorn kvarhålla processvätska, dvs. blandning, separerad vätskefas och separerad kon- centratfas, vid förutbestämda radiella nivåer i nämnda processvätskeutrymme. 10 15 20 25 521 366 Härigenom kan uppfinningen tillämpas på så sätt - att ett utflöde av rengöringsvätska genom det nämnda vätskeutlopps- organet förhindras eller ordnas på ett sådant sätt att nämnda andra del av rotorns processvätskeutrymme kommer att innehålla rengöringsvätska även radiellt innanför den förutbestämda nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under normal drift av centrifugalseparatorn, och - att rengöringsvätska som befinner sig i den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme radiellt innanför den förutbestämda nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under normal drift av oentrifugal- separatorn, leds in i koncentratutloppskammaren en annan väg än via den nämnda vortex-anordningen, t.ex. via en överföringspassage i ett stationärt skalorgan eller en överföringspassage utformad i själva rotorn.

De nämnda utloppsorganen för separerad vätskefas och separerad koncentratfas kan vara av olika slag. Företrädesvis är de icke-roterande, även om de teoretiskt skulle kunna mata ut vätskefas respektive koncent- ratfas ur rotorn om de roterade med en hastighet avvikande från rotorns rotationshastighet.

I ett specialfall kan de vara icke-roterande men radiellt inställbara, dvs. rörliga mot och/eller bort från rotorns rotationsaxel. Härigenom kan de fria vätskeytorna i vätskeutloppskammaren respektive koncentratutlopps- kammaren inställas på önskad radiell nivå med hjälp av utloppsorganen.

Sålunda kan, enligt ett utföringsexempel på uppfinningens tillämpning, utloppsorganet i vätskeutloppskammaren befinna sig på en första radiell nivå under en separeringsoperation men förflyttas närmare rotorns rotationsaxel när centrifugalseparatorn skall rengöras, så att en fri vätske- 10 15 20 25 521 1666 yta av rengöringsvätska kommer att erhållas i vätskeutloppskammaren radiellt innanför den radiella nivå, vid vilken separerad vätskefas befann sig däri under separeringsoperationen.

Om så önskas kan ett utloppsorgan av det slag som visas i WO 97/27946 användas i endera eller båda av utloppskamrarna. Ett sådant utloppsorgan kan medges flyta på den fria vätskeytan i en utloppskammare. Om därvid utflödet av vätska genom utloppsorganet stryps, så att vätska accumuleras i rotorn och den fria vätskeytan däri rör sig närmare rotorns rotationsaxel, kommer utloppsorganet automatiskt att följa med den fria vätskeytan radiellt inåt.

För tillämpning av uppfinningen är det dock tillräckligt att utnyttja konven- tionella, stationära utloppsorgan och att vid rengöring av centrifugal- separatorn hindra eller strypa utflödet av diskvätska genom utloppsorganet i utloppskammaren för separerad vätskefas.

Uppfinningen avser även en anordning för rengöring av en centrifugal- separator av det ovan diskuterade slaget. En sådan anordning känne- tecknas enligt uppfinningen av - att ett överföringsorgan avgränsar minst en separat överförings- eller rengöringsvätskepassage, som förbinder koncentratutloppskammaren med separeringskammaren en annan väg än via vätskeutloppskammaren och som sträcker sig åtminstone delvis på en nivå radiellt innanför den vid vilken processvätska befinner sig, så att inget flöde av processvätska kommer till stånd genom rengöringsvätskepassagen under normal drift av centrifugalseparatorn, och 10 15 20 25 521 366 L;.-.. - att rotorn har begränsningsväggar, vilka är så utformade att då den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme tillförs rengörings- vätska densamma medges innehålla rengöringsvätska även radiellt innan- för den nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under normal drift av centrifugalseparatorn, så att ett flöde av rengöringsvätska tillåts upp- komma genom rengöringsvätskepassagen in i koncentratutlopps- kammaren.

Det nämnda överföringsorganet kan vara stationärt och uppbäras inuti rotorn antingen av ett stationärt inloppsrör, via vilket blandning införs i rotorn under normal separering, eller av ettdera av utloppsorganen för utmatning av den separerade vätskefasen respektive den separerade koncentratfasen. Överföringsorganet skulle därvid fungera på samma sätt som ett stationärt utloppsorgan och vara anordnat att mata rengörings- vätska ut ur ett första utrymme i rotorn, t.ex. utloppskammaren för separe- rad vätskefas, in i ett andra utrymme i rotorn, dvs. utloppskammaren för separerad koncentratfas.

Företrädesvis är dock överföringsorganet förbundet med eller utgör en del av rotorn, så att det är roterbart tillsammans med rotorn. I detta fall kan rengöringsvätskepassagen bildas av ett eller flera hål genom en mellan- vägg i rotorn, vilken åtskiljer koncentratutloppskammaren från någon annan del av rotorns processvätskeutrymme.

Uppfinningen beskrivs närmare i det följande med hänvisning till bifogade ritning.

På ritningen visas i axialsektion ena hälften av en rotor som ingår i en centrifugalseparator. Rotorn har en övre del 1 och en nedre del 2, vilka 10 15 20 25 , Y . . = - » 521 366 delar är förenade med varandra medelst en låsring 3. Rotorn är roterbar kring en central rotationsaxel 4. lnuti rotorn avgränsas en ringformig separeringskammare 5 som har ett centralt beläget vätskefasutrymme 6 och ett perifert beläget koncentrat- utrymme 7. l separeringskammaren 5 är anordnad en stapel av stympat koniska separeringsskivor 8.

Centralt i rotorn är anordnad en s.k. fördelare, vilken består av en fördelar- hals 9a och en fördelarfot 9b. Fördelarhalsen 9a avgränsar en inlopps- kammare 10 för mottagande av en flytande blandning som skall behandlas i rotorn. Uppifrån sträcker sig in i rotorn och in i inloppskammaren 10 ett stationärt inloppsrör 11 för den nämnda blandningen. Genom inloppsröret 11 sträcker sig ett utloppsrör 12, som senare skall beskrivas mera i detalj.

Inuti inloppsröret 11 bildas omkring utloppsröret 12 en inloppskanal 13, vilken mynnari inloppskammaren 10 via en öppning 14.

Mellan fördelarfoten 9b och det nedersta partiet av rotordelen 2 är koaxiellt med varandra och med rotorn anordnade en stympat konisk övre mellan- vägg 15 och en likaså stympat konisk nedre mellanvägg 16. Axiellt mellan mellanväggarna 15 och 16 avgränsas en ringformig koncentratutlopps- kammare 17, som är öppen radiellt inåt mot rotorns rotationsaxel. Det tidigare nämnda utloppsröret 12 sträcker sig från området för rotorns rotationsaxel radiellt utåt och in i koncentratutloppskammaren 17. l den radiellt yttre delen av koncentratutloppskammaren bildar utloppsröret 12 ett s.k. skalorgan, som har en öppning 18 vilken kommunicerar med utlopps- rörets inre och vilken i koncentratutloppskammaren är vänd i riktning mot rotorns rotationsriktning. 10 15 20 25 10 Vart och ett av ett flertal koncentratrör 19, vilka är fördelade omkring rotorns rotationsaxel, sträcker sig från separeringskammarens perifert belägna koncentratutrymme 7 radiellt inåt och mynnar i en vortex- anordning 20. Det finns således lika många vortex-anordningar 20 som det finns koncentratrör 19, fördelade omkring rotorns rotationsaxel. Varje vortex-anordning 20 avgränsar en cirkulär, cylindrisk kammare 21, vars geometriska axel sträcker sig parallellt med rotorns rotationsaxel.

Kammaren 21 har ett inlopp 22, vilket år riktat tangentiellt i kammaren 21 och till vilket koncentratröret 19 är anslutet. Kammaren 21, som axiellt begränsas av två ändväggar, har vidare i en av dessa ändväggar ett centralt utlopp 23 i form av en öppning, vilken tillsammans med en öppning i mellanväggen 16 bildar en förbindelse mellan kammaren 21 och kon- centratutloppskammaren 17. Det inre av ett koncentratrör 19 samt det inre av den därtill anslutna vortex-anordningen bildar således en koncent- ratpassage vilken förbinder koncentratutrymmet 7 med koncentrat- kammaren 17.

Mellan fördelarfoten 9b och den nämnda övre mellanväggen 15 bildas en inloppspassage 24 för blandning, som skall behandlas i separerings- kammaren 5. lnloppspassagen 24 står vid sin radiellt inre del i förbindelse med inloppskammaren 10 och vid sin radiellt yttre del mellan koncentrat- rören 17 i förbindelse med separeringskammaren 5. lnloppspassagen 24 står i förbindelse med separeringskammaren 5 också via ett flertal hål 25 i fördelarfoten 9b, fördelade omkring rotorns rotationsaxel 4 och belägna axiellt mitt för respektive liknande s.k. fördelningshål 26 i separerings- skivorna 8.

Det centralt i separeringskammaren belägna vätskefasutryrnnwet 6 står via en passage 27 i förbindelse med en vätskeutloppskammare 28. 10 15 20 25 D 4 Å 521 6t>o=-..~.;; :wtt- s 11 Mellan passagen 27 och utloppskammaren 28 är anordnat ett ringformigt organ 29, vars radiellt inre kant under rotorns drift bildar ett bräddavlopp för separerad vätskefas, som strömmar från passagen 27 in i utlopps- kammaren 28.

Ett stationärt vätskeutloppsorgan 30 sträcker sig uppifrån in i rotorn och radiellt utåt in i vätskeutloppskammaren 28 till en nivå radiellt utanför nivån för det bräddavlopp, som bildas av organets 29 inre kant. l utlopps- kammaren 28 kan utloppsorganet 30 ha formen av en s.k. skalskiva, vilken vid sin periferi har ett flertal inloppsöppningar fördelade runt rotorns rotationsaxel.

Vätskeutloppskammaren 28 avgränsas uppåt mot rotorns utsida av ett ringformigt organ 31, vars radiellt inre kant befinner sig radiellt innanför det bräddavlopp som bildas av organets 29 inre kant. Organet 31 möjlig- gör därmed att en fri vätskeyta kan upprätthàllas i utloppskammaren 28, när rotorn roterar, radiellt innanför det nämnda bräddavloppet mellan passagen 27 och utloppskammaren 28. Detta kan åstadkommas genom strypning eller stängning av vätskeutloppet genom det stationära utlopps- organet 30. På ritningen visas schematiskt en ledning 32, som är ansluten till utloppsorganet 30, samt en i denna ledning anordnad ventil 33, varmed ett flöde genom ledningen kan strypas eller helt stoppas. l den nedre delen av rotorn sträcker sig separeringskammaren 5 radiellt inåt, mellan koncentratrören 19 och vortex-anordningarna 20 ända in till ett utrymme axiellt nedanför den tidigare nämnda nedre mellanväggen 16.

Genom mellanväggens 16 radiellt inre del sträcker sig en passage 34, vilken förbinder separeringskammaren 5 med koncentratutloppskamma- ren 17. Passagen 34, som kan bildas av en eller flera öppningar, är avsedd 10 15 20 25 521 366,.@.; 12 för genomströmning av rengöringsvätska i samband med rengöring av centrifugalseparatorn alltmedan rotorn roterar. Sådan rengöring skall beskrivas senare.

Vid separeringskammarens radiellt yttersta del har rotorn ytterligare utlopp i form av ett antal utloppskanaler 35 sträokande sig axiellt genom den nedre rotordelen 2 och fördelade omkring rotorns rotationsaxel. Varje utloppskanal 35 täcks vid sin ände på utsidan av rotordelen 2 medelst ett stängnlngsorgan 36, och en axiellt rörlig ringformig stångningsslid 37 uppbär dylika stängnlngsorgan 36 mitt för respektive utloppskanaler 35.

Sliden 37 hålls i sitt läge, vari utloppskanalerna 35 är tillslutna av stäng- ningsorganen 36, medelst fjädrar 38, vilka understöds av en platta 39 fäst i rotordelen 2. Mellan sliden 37 och rotordelen 2 bildas en s.k. öppnings- kammare 40, vilken via en kanal 41 kan tillföras vätska eller tryckluft för förflyttning av sliden 37 till ett läge vari utloppskanalerna är frilagda. Öppningskammaren 40 har vid sin omkrets minst en kraftigt strypt dräneringsöppning 42.

På ritningen visas tre vertikala streckade linjer A, B och C representerande tre radiella nivåer i rotorn. Under normal drift av centrifugalseparatorn, dvs. under en separeringsoperation, befinner sig en fri vätskeyta i vätske- passagen 27 vid nivån A, dvs. vid den radiella nivån för det bräddavlopp som bildas av det ringformiga organet 29. I den del av separerings- kammaren 5, som är belägen axiellt nedanför mellanväggen 16 radiellt innanför vortex-anordningarna 20 befinner sig under en separerings- operation en fri vätskeyta vid den radiella nivån B. Under en rengörings- operation kan en fri vätskeyta i såväl utloppskammaren 28 som den del av separeringskammaren 5, vilken är belägen vid mellanväggen 16, befinna 10 15 20 25 521 366 13 sig vid den radiella nivån C, om ingen eller blott en liten mängd vätska leds ut ur utloppskammaren 28 via det stationära utloppsorganet 30.

Centrifugalseparatorn som beskrivits ovan arbetar på följande sätt under en separeringsoperation, vid vilken en flytande blandning, som innehåller fasta partiklar, delas upp i en vätskefas, som är väsentligen fri från fasta partiklar och har relativt låg viskositet, och en koncentratfas, som är rik på fasta partiklar och har relativt hög viskositet. De fasta partiklarna har en densitet som är större än den hos vätskan, vari de är suspenderade.

Blandning som skall behandlas i rotorn sedan denna satts i rotation leds in i rotorn via inloppskanalen 13 och strömmar via öppningen 14 in i inlopps- kammaren 10. Därifrån strömmar blandningen vidare genom inlopps- passagen 24 och hålen 25 in i separeringskammaren 5. Blandningen för- delar sig mellan separeringsskivorna 8 genom att strömma axiellt genom fördelningshålen 26 i dessa.

Mellan separeringsskivorna 8 påverkas komponenterna i blandningen av centrifugalkraft, varvid de fasta partiklarna rör sig bort från rotorns rota- tionsaxel 4 och ackumuleras i koncentratutrymmet 7, medan från partiklar befriad vätska rör sig mot rotationsaxeln till vätskefasutrymmet 6.

Vätskefasen strömmar vidare genom vätskepassagen 27 och över brädd- avloppet vid organet 29 till utloppskammaren 28. Via det stationära utloppsorganet 30 pumpas vätska ut ur utloppskammaren 28 och vidare genom ledningen 32 utanför rotorn. Utloppsorganet 30 har en kapacitet sådan att den med säkerhet kan leda ut all separerad vätskefas som inkommer i utloppskammaren 28 och upprätthålla en fri vätskeyta däri, 10 15 20 25 521 366 l _- i i i - 14 vilken befinner sig radiellt utanför det bräddavlopp, som bildas av det ringformiga organet 29.

Till följd härav kommer medelst det nyssnämnda bräddavloppet en fri vätskeyta att upprätthållas i vätskepassagen 27 vid den tidigare nämnda radiella nivån A.

Liksom vätskepassagen 27 kommunicerar även det axiellt under den nedre mellanväggen 16 befintliga utrymmet i rotorn med separerings- kammaren 5. l detta utrymme under mellanväggen 16 kommer också en fri vätskeyta att bildas, men denna kommer att upprätthållas vid den tidigare nämnda radiella nivån B, dvs. något närmare rotorns rotationsaxel än vätskeytan vid nivån A. Detta beror på att under separeringsoperationen vätska hela tiden strömmar radiellt inåt i mellanrummen mellan separe- ringsskivorna 8 och att ett strömningsmotstånd uppkommer för denna strömning. Något motsvarande strömningsmotstånd uppkommer inte på vägen mellan den radiellt yttre delen av separeringskammaren 5 och det nämnda utrymmet under mellanväggen 16, eftersom inget vätskeflöde uppkommer denna väg under pågående separering.

De i koncentratfasutrymmet 7 ackumulerade partiklarna bildar tillsammans med en liten mängd vätska en koncentratfas med relativt stor viskositet, vilken srömmar via koncentratrören 19 till och in i vortex-anordningarna 20.

Koncentratfas inkommer tangentiellt i varje kammare 21 hos respektive vortex-anordning, vari en kraftig rotation uppkommer kring kammarens 21 centrumaxel. Koncentratfasen pressas under sin rotation mot centrum av kammaren 21 och lämnar denna via utloppet 23 och inkommeri koncent- ratutloppskammaren 17. 10 15 20 25 15 Koncentratfas, som inkommit i utloppskammaren 17 från de olika vortex- anordningarna, leds ut ur utloppskammaren 17 medelst det stationära koncentratutloppsorganet 12. Koncentratfasen bildar en fri vätskeyta i utloppskammaren 17 vid en radiell nivå som bestäms av strömnings- motståndet för koncentratfasen i utloppsorganet 12 och i den ledning (ej visad) till vilken utloppsorganet är anslutet utanför rotorn. Normalt upp- rätthålls ett sådant mottryck för koncentratfasens utflöde genom utlopps- organet 12 att den fria vätskeytan i utloppskammaren 17 kommer att upprätthållas endast ett litet stycke radiellt innanför inloppsöppningen 18 i utloppsorganet 17. För att en tillräckligt stor strömning av koncentrat skall komma till stånd genom koncentratrören 19 och vortex-anordningarna 20 upprätthålls vätskeytan i utloppskammaren 17 på ett väsentligt avstånd radiellt utanför nivåerna A och B.

Vad gäller funktionen av vortex-anordningarna 20 hänvisas till den detaljerade beskrivningen härav i US-A-4,311,270. Här skall endast i korthet nämnas vortex-anordningarnas huvudfunktion.

Storleken av det flöde av en vätska som kan åstadkommas genom en vortex-anordning av här beskrivet slag är beroende av det tryckfall, som åstadkoms över vortex-anordningen, samt av viskositeten hos den nämnda vätskan. Inom vissa gränser, som får bestämmas för varje aktuell vortex- anordning, kommer vortex-anordningen vid ett visst tryckfall över den- samma att släppa igenom ett större flöde av en vätska, som har relativt stor viskositet än av en vätska som har relativt liten viskositet. Detta betyder att om viskositeten hos vätskan ökar något ökar genomflödet av vätska. När därefter vätskans viskositet minskar, minskar även flödet genom vortex-anordningen. Vortex-anordningen utgör därmed använd i den här beskrivna centrifugalseparatorn ett självreglerande organ, med 10 15 20 25 521 366 16 hjälp av vilket automatiskt en önskad viskositet kan upprätthållas under en separeringsoperation hos den koncentratfas, som separeras i rotorns separeringskammare och lämnar rotorn efter att ha passerat genom vortex-anordningen.

Efter en avslutad separeringsoperation kan centrifugalseparatorn rengöras på följande sätt.

Sedan tillförsel av blandning till rotorn avbrutits, öppnas rotorns perifera utloppskanaler 35 genom axiell förflyttning av sliden 37, så att hela rotor- innehållet slungas ut genom dessa utloppskanaler. Därefter stängs åter utloppskanalerna 35 och rengöringsvätska införs i rotorn genom inlopps- kanalen 13 i inloppsröret 11. Rengöringsvätskan inkommer via inlopps- kammaren 10 och inloppspassagen 24 i separeringskammaren 5. En del av rengöringsvätskan strömmar genom koncentratrören 19 och vortex- anordningarna 20 in i koncentratutloppskammaren 17, och en annan del strömmar via utloppspassagen 27 till utloppskammaren 28. Från utlopps- kamrarna 17 och 28 pumpas rengöringsvätska ut ur rotorn via de statio- nära utloppsorganen 12 respektive 30. Under detta skede av rengörings- operationen bildas fria vätskeytor av rengöringsvätska vid nivån A i utloppspassagen 27 och vid nivån B i den del av separeringskammaren som är belägen axiellt nedanför mellanväggen 16. Fria vätskeytor i utloppskamrarna 17 och 28 bildas väsentligen vid samma nivåer som under en normal separeringsoperation. Emellertid är flödet av rengörings- vätska in i koncentratutloppskammaren 17 väsentligt mindre än flödet av separerad koncentratfas under en normal separeringsoperation. Detta beror på att viskositeten hos rengöringsvätskan är väsentligt lägre än den hos separerad koncentratfas och att, därför, vortex-anordningarna släpper igenom endast ett mycket begränsat flöde av rengöringsvätska. Beträf- 10 15 20 25 521 ass ~~t:.t..-« »- :ztïï- : 1 17 fande vortex-anordningarnas funktion hänvisas till den tidigare gjorda beskrivningen därav. Följden härav blir att koncentratutloppskammaren 17 och flödesvägarna för koncentratfas nedströms om denna, dvs. utlopps- röret 12 liksom ledningar och eventuellt annan processutrustning ned- ströms om rotorn, blir ganska ineffektivt rengjorda. Däremot blir utlopps- organet 30 samt strömningsvägarna för separerad vätskefas mycket effektivt rengjorda, eftersom större delen av tillförd rengöringsvätska kommer att lämna rotorn via utloppsorganet 30.

Sedan utloppsorganet 30 och utloppsledningen 32 rengjorts medelst flödet av rengöringsvätska genom desamma stryps detta flöde medelst ventilen 33. Vid behov stängs ventilen 33 helt. Härigenom kommer den fria vätskeytan i utloppskammaren 28 att röra sig radiellt inåt och såväl i utloppskammaren 28 som i utloppspassagen 27 kommer den fria vätske- ytan att röra sig till nivån C. Närmare rotorns rotationsaxel 4 än så kan vätskeytan i utloppskammaren 28 inte röra sig, eftersom därefter ren- göringsvätska kommer att lämna rotorn via den radiellt inre kanten av organet 31.

När utflödet av rengöringsvätska genom utloppsledningen 32 stryps eller avbryts, rör sig den fria ytan av rengöringsvätska i den del av separerings- kammaren, som befinner sig axiellt nedanför mellanväggen 16, också radiellt inåt från nivån B till nivån C. Därigenom kommer rengöringsvätska att strömma in i koncentratutloppskammaren 17 även via passagen 34.

Detta innebär att nu hela mängden tillförd rengöringsvätska, om så önskas, tillförs koncentratutloppskammaren 17 och kan pumpas ut genom utlopps- röret 12 och vidare genom ledningar och processutrustning nedströms om rotorn. Således kan en effektiv rengöring ltärigertortt ske av sådana ledningar och sådan processutrustning. 10 15 20 25 521 s@6¿:¿¿ ¿»§> 18 Även rotorn blir effektivt rengjord invändigt genom den beskrivna ren- göringsoperationen. För det första bidrar härtill den förflyttning av vätske- ytan som skeri utloppskammaren 28 och utloppspassagen 27, när utflödet av diskvätska stryps eller avbryts medelst ventilen 33. Även en stor del av utloppsorganets 30 utsida blir rengjord härigenom. För det andra bidrar till rengöringen av rotorn invändigt inflödet av rengöringsvätska i koncentrat- kammaren 17 via passagen 34. Härigenom kommer nämligen rengörings- vätska att stänka effektivt i utloppskammaren och att därmed rengöra dennas väggar.

Om så önskas kan utflödet av rengöringsvätska genom utloppsorganet 12 tillfälligt strypas, t.ex. medelst en ventil liknande ventilen 33, så att utlopps- kammaren kortvarigt fylls med rengöringsvtäska. Härigenom kan även en stor del av utsidan av utloppsorganet i utloppskammaren effektivt ren- göras.

Det kan noteras att ett inflöde av rengöringsvätska i koncentratutlopps- kammaren 17 via passagen 34 inte nödvändigtvis kräver att passagen 34 befinner sig på en nivå radiellt utanför nivån för den radiellt inre kanten av organet 31, vilket uppåt avgränsar utloppskammaren 28. Om nämligen ett visst flöde av rengöringsvätska upprätthålls ut ur rotorn genom utlopps- organet 30 kan, genom tillförsel av tillräckligt mycket rengöringsvätska till inloppskammaren 10, den fria vätskeytan i utrymmet under mellan- väggen 16 förskjutas radiellt innanför den radiella nivån för den nämnda inre kanten av organet 31. Detta beror på att en vätskeströmning radiellt inåt i mellanrummen mellan separeringsskivorna 8 möter ett strömnings- motstånd som är större än det som uppkommer för en strömning från iriloppskainrriareri 10 via inioppspassagen 24 tiil och genom utrymmet under mellanväggen 16. 10 15 20 521 566 19 I det ovanstående har beskrivits hur koncentratutloppskammaren 17 kan tillföras rengöringsvätska genom en extra passage 34 från rotorns separe- ringskammare. Detta är blott en av flera möjliga utföringsformer av den föreliggande uppfinningen. En motsvarande passage kan istället vara anordnad mellan koncentratutloppskammaren ocn någon annan del av rotorns processvätskeutrymme. Exempelvis kan en sådan passage eller kanal istället vara anordnad mellan koncentratutloppskammaren och inloppskammaren 10 eller utloppskammaren 28 för separerad vätskefas.

Det är vidare möjligt inom ramen för uppfinningen att åstadkomma en passage för rengöringsvätska med hjälp av ett stationärt vätskeöver- föringsorgan, som uppbärs i rotorn exempelvis medelst koncentrat- utloppsorganet 12 eller inloppsröret 11 eller vätskefasutloppsorganet 30.

Ett sådant passagebildande stationärt vätskeöverföringsorgan är lämpligen inrättat att befinna sig radiellt innanför en fri vätskeyta, som bildas i rotorn under en normal separeringsoperation, t.ex. i inloppskammaren 10, men att befinna sig på en sådan radiell nivå att det kommer att doppa ned i rengöringsvätska när sådan tillförs rotorn och den fria vätskeytan förflyttas radiellt inåt, såsom ovan beskrivits i samband med vätskeytans förflyttning i utloppspassagen 27 från nivån A till nivån C. Vätskeöverföringsorganet kan på så sätt liksom ett utloppsorgan, liknande utlopps-organen 12 och 30, leda rengöringsvätska från den aktuella roterande vätskekroppen i rotorn till koncentratutloppskammaren och avlämna den däri.

Claims (11)

10 15 20 25 521 566 §ß:;¿jjy-,H; 5252 äï-ïï¿ 20 Patentkrav

1. Sätt att rengöra en centrifugalseparator avsedd för uppdelning av en flytande blandning innehållande fasta partiklar i en vätskefas, som är väsentligen fri från fasta partiklar och har relativt låg viskositet, och en koncentratfas, som är rik på fasta partiklar och har relativt hög viskositet och större densitet än vätskefasen, vilken centrifugalseparator innefattar en rotor (1, 2), som är roterbar omkring en central rotationsaxel (4) och som har ett inlopp (13) för nämnda blandning, ett utlopp (32) för nämnda vätskefas och ett utlopp (12) för nämnda koncentratfas, och vid vilken centrifugalseparator - rotorn avgränsar ett processvätskeutrymme innefattande åtminstone en separeringskammare (5), som har ett vätskeutrymme (6) för separerad vätskefas och ett koncentratutrymme (7) för separerad koncentratfas, en vätskeutloppskammare (28) som kommunicerar med nämnda vätske- utrymme, och en koncentratutloppskammare (17), som via minst en koncentratpassage (19, 21, 23) kommunicerar med nämnda koncentrat- utrymme (7), - den nämnda koncentratpassagen (19, 21, 23) sträcker sig genom en vortex-anordning (20) inrättad att vid oförändrat tryckfall över densamma medge ett större genomflöde av koncentratfas som har relativt hög visko- sitet än av koncentratfas som har relativt låg viskositet, och - ett koncentratutloppsorgan (12) som är inrättat att ej rotera tillsammans med rotorn (1, 2), sträcker sig in i koncentratutloppskammaren (17) för utmatning av separerad koncentratfas ur rotorn. 10 15 20 25 521 366 21 kännetecknat av - att rengöringsvätska införs i rotorn till en annan del av rotorns processvätskeutrymme än den nämnda koncentratutloppskammaren (17), - att rengöringsvätska överförs från nämnda andra del av rotorns processvätskeutrymme till koncentratutloppskammaren (17) en annan väg än via den nämnda vortex-anordningen (20) och - att rengöringsvätska avlägsnas från koncentratutloppskammaren (17) och leds ut ur rotorn via det nämnda koncentratutloppsorganet (12).

2. Sätt enligt krav 1 att rengöra en centrifugalseparator, vilken också innefattar - ett vätskeutloppsorgan (30), som är inrättat att ej rotera tillsammans med rotorn (1, 2) och som sträcker sig in i vätskeutloppskammaren (28) för utmatning av separerad vätskefas ur rotorn, och - organ inrättade att under normal drift av centrifugalseparatorn kvarhålla processvätska, dvs. blandning, separerad vätskefas och separerad koncentratfas, vid förutbestämda radiella nivåer (A, B) i nämnda process- vätskeutrymme, kännetecknat av - att ett utflöde av vätska geom det nämnda vätskeutloppsorganet (30) förhindras eller styrs på sådant sätt att nämnda andra del av rotorns processvätskeutrymme kommer att innehålla rengöringsvätska även 10 15 20 25 521 366 22 radiellt innanför den förutbestämda nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under normal drift av centrifugalseparatorn, och - att rengöringsvätska som befinner sig i den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme radiellt innanför den förutbestämda nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under normal drift av centrifugal- separatorn, leds in i koncentratutloppskammaren (17) en annan väg (34) än via den nämnda vortex-anordningen (20).

3. Sätt enligt krav 2, vid vilket ett utflöde av vätska genom det nämnda vätskeutloppsorganet (30) hämmas i sådan grad att nämnda andra del av rotorns processvätskeutrymme kommer att innehålla rengöringsvätska även radiellt innanför den förutbestämda nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under normal drift av centrifugalseparatorn.

4. Anordning för rengöring av en centrifugalseparator avsedd för upp- delning av en flytande blandning innehållande fasta partiklar i en vätskefas, som är väsentligen fri från fasta partiklar och har relativt låg viskositet, och en koncentratfas, som är rik på fasta partiklar och har relativt hög viskosi- tet, vilken centrifugalseparator innefattar en rotor (1, 2), som är roterbar omkring en central rotationsaxel (4) och som har ett inlopp (11) för nämnda blandning, ett utlopp (32) för nämnda vätskefas och ett utlopp (12) för nämnda koncentratfas, och vid vilken centrifugalseparator - rotorn avgränsat ett processvätskeutrymme innefattande åtminstone en separeringskammare (5), som har ett vätskeutrymme (6) för separerad vätskefas och ett koncentratutrymme (7) för separerad koncentratfas, en vätskeutloppskammare (28), som kommunicerar med nämnda vätske- utrymme (kö), och en koncentratutloppskammare (17), som via flera 10 15 20 25 521 5636 23 koncentratpassager (19, 21, 23) fördelade omkring rotorns rotations- axel (4) kommunicerar med nämnda koncentratutrymme (7), - var och en av de nämnda koncentratpassagerna (19, 21, 23) sträcker sig genom en vortexanordning (20) inrättad att vid oförändrat tryckfall över densamma medge ett större genomflöde av koncentratfas som har relativt hög viskositet än av koncentratfas som har relativt låg viskositet, - flera vortex-anordningar (20) är fördelade omkring rotorns rotations- axel (4), varvid varje koncentratpassage (19, 21, 23) mynnar tangentiellt i en vortex-anordning, - ett vätskeutloppsorgan (30), som är inrättat att ej rotera tillsammans med rotorn (1, 2), sträcker sig in i vätskeutloppskammaren (28) för utmatning av separerad vätskefas, - ett koncentratutloppsorgan (12), som är inrättat att ej rotera tillsam- mans med rotorn (1, 2), sträcker sig in i koncentratutloppskammaren (17) för utmatning av separerad koncentratfas, och - organ är inrättade att under normal drift av centrifugalseparatorn kvarhålla processvätska, dvs. blandning, separerad vätskefas och separerad koncentratfas, vid förutbestämda radiella nivåer i nämnda processvätskeutrymme, kännetecknad av - att ett överföringsorgan (16) avgränsar minst en separat rengörings- vätskepassage (34), som förbinder koncentratutloppskammaren (17) med 10 15 20 25 24 separeringskammaren en annan väg än via vätskeutloppskammaren (28) och som sträcker sig åtminstone delvis på en nivå (C) radiellt innanför den vid vilken processvätska befinner sig, så att inget flöde av processvätska kommer till stånd genom rengöringsvätskepassagen (34) under normal drift av centrifugalseparatorn, och - att rotorn har begränsningsväggar (31), vilka är så utformade att då den nämnda andra delen av rotorns processvätskeutrymme tillförs rengöringsvätska densamma medges innehålla rengöringsvätska även radiellt innanför den nivå, vid vilken processvätska befinner sig däri under I normal drift av centrifugalseparatorn, så att ett flöde av rengöringsvätska tillåts uppkomma genom rengöringsvätskepassagen (34) in i utlopps- kammaren (17).

5. Anordning enligt krav 4, vid vilken nämnda överföringsorgan (16) är förbundet med eller utgör en del av rotorn (1, 2), så att det är roterbart med rotorn.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5, vid vilken nämnda koncentrat- utrymme (7) är beläget i separeringskammarens (5) radiellt yttre del och en del av varje koncentratpassage bildas av ett koncentratrör (19), som sträcker sig från koncentratutrymmet (7) till ett inlopp hos nämnda vortex- anordning (20), varvid ett utlopp (23) hos vortex-anordningen kommuni- cerar med nämnda koncentratutloppskammare (17).

7. Anordning enligt krav 6, vid vilken koncentratutrymmet (7) befinner sig på en nivå radiellt utanför nämnda vätskeutrymme (6) i separerings- kammaren och varje koncentratrör (19) sträcker sig mot rotorns rotations- axel (4) från koncentratutrymmet (7). 10 15 20 25 521 'S66 25

8. Anordning enligt något av kraven 4-7, vid vilken - koncentratutloppskammaren (17) avgränsas i rotorn radiellt innanför koncentratutrymmet (7) i separeringskammaren, - separeringskammaren (5) har ett inlopp (24) för blandning som är beläget axiellt mellan koncentratsutloppskammaren (17) och vätske- utloppskammaren (28), och - rengöringsvätskepassagen (34) kommunicerar med koncentratutlopps- kammaren (17) på en axiell sida av denna som är vänd bort från separe- ringskammarens inlopp (24) för blandning.

9. Anordning enligt krav 4, vid vilken det nämnda vätskeutlopps- organet (30) bildar en utloppskanal (32), och en ventil (33) är inrättad för reducering av vätskeflödet ut genom denna utloppskanal (32) när centrifu- galseparatorn skall rengöras, så att rotorn tillförd rengöringsvätska tvingas fylla processutrymmet i rotorn till en nivå (C) radiellt innanför de vid vilka processvätska befinner sig under normal drift av centrifugalseparatorn.

10. Anordning enligt krav 9, vid vilken vätskeutloppsorganet (30) är stationärt.

11. Anordning enligt något av föregående krav, vid vilken koncentrat- utloppsorganet (12) är stationärt.