專利名稱：一種離心式分液器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與一種離心式分液器有關(guān)，它包括一個(gè)轉(zhuǎn)筒，該轉(zhuǎn)筒可以繞軸旋轉(zhuǎn)，并且具有一個(gè)供待分離處理液體進(jìn)入的進(jìn)口和一個(gè)供轉(zhuǎn)筒中的被分離液體排出用的出口腔，該出口腔是圍繞轉(zhuǎn)軸形成的并被設(shè)計(jì)成在操作中可使腔內(nèi)液體轉(zhuǎn)繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)液體在沿轉(zhuǎn)筒半徑方向的某一液面處還具有一個(gè)沿徑向面朝內(nèi)的環(huán)形自由液面。該離心分液器還包括一個(gè)固定的排放裝置，它在上述的出口腔中，由上述徑向朝內(nèi)的液體部分延伸到中心出口并在自由液面區(qū)域形成一個(gè)進(jìn)入口，該進(jìn)入口朝向液體的旋轉(zhuǎn)方向并部分地處于液體中，排放裝置還有一個(gè)液流通道將進(jìn)入口和中心出口連接起來(lái)。
這種類型的離心分液器在專利wo88/102664中已有說(shuō)明。在這種離心分液器中，操作時(shí)排放裝置的進(jìn)入口僅部分處于自由液面的徑向外側(cè)，所以這種離心分液器也可以送入和排放高粘度的液體。然而，這種分液器在靠近進(jìn)入口的液流通道的液流狀況是，流進(jìn)液流通道的部分高粘度液體可以通過(guò)位于自由液面內(nèi)側(cè)的沿徑向的進(jìn)入口部分返流出來(lái)，再次進(jìn)入出口腔。這造成出口壓力低，摻進(jìn)空氣混合物的危險(xiǎn)增大，和不穩(wěn)定性增高。
如果你試圖通過(guò)縮小自由液面的半徑范圍來(lái)減少被分離液體從液流通道經(jīng)過(guò)進(jìn)入口返回到出口腔的流量，那么在進(jìn)入口前面將會(huì)產(chǎn)生波浪，這樣將大幅度增加能量消耗并使出口壓力降低。
本發(fā)明的目的是要提供一種如說(shuō)明書開頭所描述的那種類型的離心分液器，它能夠分離并從出口腔排放粘度高于100厘沲的液體，同時(shí)具有令人滿意的高出口壓力和良好的穩(wěn)定性，并且混入空氣混合物的風(fēng)險(xiǎn)極低。
這個(gè)目的是通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)的;離心分液器設(shè)計(jì)有一個(gè)邊緣限定的進(jìn)入口，在上游，該進(jìn)入口有一段前邊緣，它在沿半徑方向上處于自由液面之中，在下游該進(jìn)入口有一段后邊緣它在半徑方向上處于自由液面之外。通過(guò)這兩條邊沿所畫的直線與自由液面在進(jìn)入口處的切線形成一個(gè)角度，該角度大于20°但小于50°，該角的頂點(diǎn)是順著旋轉(zhuǎn)方向的。
以這種方式設(shè)計(jì)的進(jìn)入口，使得通過(guò)進(jìn)入口流出來(lái)的那部分被分離液體，一出來(lái)就立即逆著自由液面流動(dòng)，這樣它們就能再次被導(dǎo)入液流通道。
在本發(fā)明推薦的一個(gè)實(shí)施例中，排放裝置至少具有一個(gè)管形元件，它形成液流通道的一部分并且在操作中其沿徑向的最外部分位于旋轉(zhuǎn)液體中，而排放裝置的其余部分則位于旋轉(zhuǎn)液體的徑向內(nèi)側(cè)。
為了使調(diào)節(jié)自由液面的位置成為可能，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，排放裝置上的管形元件是可移動(dòng)的，這樣液流通道的進(jìn)入口就可以被安排在不同的半徑范圍上。
所以，這種管形元件最好被設(shè)計(jì)成沿著其長(zhǎng)軸方向可移動(dòng)。
在本發(fā)明的一個(gè)特殊的實(shí)施例中，液流通道包括一個(gè)在排放裝置中的中心液流腔，該腔是園筒形的并與轉(zhuǎn)軸是同心的。
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明的離心分液器部分的軸向剖面的示意圖，圖2是順著圖1中的Ⅱ-Ⅱ剖面線切開的剖面圖。
在圖1中顯示的離心分液器部分包括一個(gè)轉(zhuǎn)筒，它具有下半部分1和上半部分2組成，返面部分借助鎖環(huán)3被軸向連接在一起。轉(zhuǎn)筒內(nèi)有一個(gè)軸向可移動(dòng)的滑閥4，它與上半部分2一起限定分離腔5并設(shè)計(jì)成能開閉分離腔5和排出口6之間的排放通道，以便能周期性地排出由轉(zhuǎn)筒中的混合物分離出來(lái)的組分并從分離腔周邊收集起來(lái)。滑閥4和下半部分1一起限定一個(gè)關(guān)閉腔7，該腔有一個(gè)進(jìn)口8和一個(gè)予流出口9，供所謂關(guān)閉液體使用。在轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)期間，即在有離心力影響時(shí)，引入關(guān)閉腔7中的關(guān)閉液體產(chǎn)生的壓力，使滑閥4壓靠在上半部分2設(shè)置的墊圈10上成為出封底座。
在分離腔5內(nèi)部，在分配器12和頂盤13之間，裝有一組由多個(gè)園錐形的分離盤構(gòu)成的盤形塔板11。在圖1所示的例子中，轉(zhuǎn)筒被安裝在一根空心軸14上，待離心處理的液體通過(guò)它被送入轉(zhuǎn)筒。如圖所示，在頂盤13的上端有一個(gè)中央固定的第一出口腔15，用來(lái)排出分離腔5中分離出的特別輕的液體組分。第一出口腔15通過(guò)第一溢流出口16同分離腔5相通，當(dāng)特別輕的液體組分超過(guò)第一溢流出口時(shí)，就能排出分離腔5。
轉(zhuǎn)筒2的上半部分還有一個(gè)中央固定的第二出口腔17，特別重的液體組分從分離腔5的徑向較外的部分經(jīng)通道18和第二溢流出口19流入該出口腔。
在每個(gè)出口腔中都設(shè)有固定的排放裝置，它們是第一排放裝置20和第二排放裝置21。這些排放裝置都裝有周圍進(jìn)入口，它們分別是第一進(jìn)入口22和第二進(jìn)入口23，這些進(jìn)入口又分別和第一中央出口24和第二中心出口25相連通。排放裝置20和21主要沿著垂直于轉(zhuǎn)軸的徑向向外延伸，以使操作時(shí)它們的外端被部分地置于旋轉(zhuǎn)液體或置于出口腔15、17之中。
如圖1和圖2所示，液流腔26是設(shè)置在第二排放裝置21的徑向內(nèi)部。在所示的例子中，液流腔26是圓筒形的并同心地圍繞在轉(zhuǎn)軸四圍。在第二排放裝置徑向的較處部分裝有三個(gè)相同的直管形元件27，它從第二排放裝置21的徑向內(nèi)部朝外部分地突出。每個(gè)管形元件的內(nèi)部自行成為一個(gè)液流通道28，它具有一個(gè)朝向轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)方向開口的周邊進(jìn)入口23和一個(gè)排出口29，排出口在液流腔26中開口。管形元件延伸倒排放腔17的徑向外面，使得進(jìn)入口23在操作時(shí)部分地處于自由液面的徑向范圍之外。在上游處，進(jìn)入口23有一段前邊沿部分30，操作時(shí)它處于自由液面的徑向范圍內(nèi)，在下游處，進(jìn)入口23有一段分邊沿部分31，操作時(shí)它處于自由液面經(jīng)向范圍之外。聯(lián)接這兩條邊沿部分30和31的直線32與自由液面在進(jìn)入口23處的切線，形成一個(gè)角度V，該角度大于20°但小于50°，其角頂順著旋轉(zhuǎn)方向。
管形元件27被設(shè)計(jì)成在第二排放裝置中是可移動(dòng)的，這樣液流通道28的進(jìn)入口23可以被置于不同豐徑范圍上。
如圖2所指出的，這可以通過(guò)使第一排放裝置20繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)動(dòng)后，管形元件27將順著其長(zhǎng)軸移動(dòng)。
圖中所示的這種離心分液器按下述方式進(jìn)行工作起動(dòng)離心分液器并帶動(dòng)轉(zhuǎn)筒旋轉(zhuǎn)，接著由進(jìn)入口8向關(guān)閉腔7注入關(guān)閉液使分離腔5關(guān)閉。待分離腔5一關(guān)閉，就通過(guò)空心軸14向分離腔5注入待離心處理的液體混合物。當(dāng)轉(zhuǎn)筒到達(dá)操作的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，分離腔5也被注滿，液體混合物中的組分在作用于其上的離心力的影響下被分離。此時(shí)，分離作用主要在盤塔11的圓錐之間的中間位置進(jìn)行。在分離中，較重的液體組分被沿徑向拋向分離腔5的周邊積聚起來(lái)，與此同時(shí)，在這些中間位置上的較輕的液體組分沿徑向朝中心流動(dòng)。
如果待處理的液體混合物還包含有特別重的粒子，則這些粒子將積聚在分離腔5的周邊的最外層。
較輕的液體組分經(jīng)過(guò)溢流口16溢流入第一出口腔15，分離腔5中的自由液面的經(jīng)向范圍由溢流出口16決定。在甩脫離心轉(zhuǎn)筒的離心力作用下，輕的液體組分經(jīng)過(guò)第一固定排放裝置20排出，此時(shí)，固定排放裝置是由通常的削邊盤做成的。
已經(jīng)積聚在分離腔周邊的較重的液體組分通過(guò)通道18向徑向內(nèi)部流動(dòng)，并經(jīng)過(guò)溢流出口19進(jìn)入出口腔17。它在此形成一層圓柱形的液層并保持旋轉(zhuǎn)。在操作中，第二排放裝置21在第二出口腔17中沿徑向朝外延伸，使其管形元件27一大部分埋入旋轉(zhuǎn)液層中，但進(jìn)入口23僅部分地處于旋轉(zhuǎn)液層中，同時(shí)排放裝置21的其余部分位于旋轉(zhuǎn)液層的內(nèi)側(cè)。所以排放裝置21的外側(cè)和旋轉(zhuǎn)液層之間的摩擦將是低的。
較重的組分經(jīng)過(guò)進(jìn)入口23流入液流腔26，并通過(guò)中心排放出口25進(jìn)一步排放出去。
較重液體組分通過(guò)管形元件后，它的流動(dòng)面積大于所有管形元件中液流通道的總截面積。
在所示的例子中，分離腔5中的介于較輕的和較重的液體組分之間的中間相液體組分，在操作中處于由溢流出口16和19的位置決定的中間經(jīng)向范圍。然而，按照本發(fā)明設(shè)計(jì)一種沒(méi)有第二溢流口19的離心分離器也是可能的，此時(shí)應(yīng)由中間相液體組分的徑向位置決定出口腔17中的液位高度。
權(quán)利要求
1.離心分液器包括一個(gè)轉(zhuǎn)筒，它可以繞軸旋轉(zhuǎn)并有一個(gè)供待處理的液體進(jìn)入的進(jìn)口和一個(gè)供轉(zhuǎn)筒中被分離液體排出的出口腔(17)，該出口腔是圍繞轉(zhuǎn)軸形成的，并被設(shè)計(jì)成在操作中可使腔內(nèi)液體圍繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，這種旋轉(zhuǎn)液體在沿轉(zhuǎn)筒半徑方向的某一液面處還具有一個(gè)面朝徑向內(nèi)的環(huán)形自由液面；一個(gè)固定的排放裝置(21)，它在上述出口腔中由所述的徑向朝內(nèi)的液體中延伸到中心出口(25)，并在自由液面的區(qū)域中形成一個(gè)進(jìn)入口(23)，該進(jìn)入口朝向液體的旋轉(zhuǎn)方向并有部分處于該液體中，排放裝置(21)還有一個(gè)液流通道，它將進(jìn)入口和中心出口(25)相連接；其特征在于，進(jìn)入口(23)是由一條邊緣限定其位置的，該邊緣在上游方向具有一個(gè)從徑向上看在自由液面內(nèi)部的前端部分(30)，在下游方向具有一個(gè)從徑向上看在自由液面外側(cè)的后緣部分(31)，通過(guò)所述邊緣部分(30，31)的一條直線(32)同進(jìn)入口(23)處的自由液面切線形成一角度(V)，該角度大于20°但小于50°并且其角頂點(diǎn)順著旋轉(zhuǎn)方向。
2.按照權(quán)利要求1所述的離心分液器，特征在于排放裝置(21)至少有一條管形元件(27)，在操作中該裝置沿徑向的最外端部分位于旋轉(zhuǎn)液體中，而排放裝置(21)的其余部分處于旋轉(zhuǎn)液體的徑向內(nèi)側(cè)，排放裝置中還有一條液流通道。
3.按照權(quán)利要求2所述的離心分液器，特征在于所述的管形元件(27)具有一條直的長(zhǎng)軸，該長(zhǎng)軸是垂直于所述的直線(32)的。
4.按照權(quán)利要求2或3所述的離心分液器，特征在于所述的管形元件(27)設(shè)計(jì)成可以某種方式在排放裝置(21)中移動(dòng)，以使液流通道的進(jìn)入口(23)處于不同的半徑范圍。
5.按照權(quán)利要求4所述的離心分液器，特征在于管形元件(27)被設(shè)計(jì)成可以順著其長(zhǎng)軸方向移動(dòng)。
6.按照上述任一個(gè)權(quán)利要求中所述離心分液器，特征在于液流通道(28)包括一個(gè)中的液流腔(26)，它是圓筒形的并同心地圍繞轉(zhuǎn)軸。
全文摘要
離心分液器包括一個(gè)轉(zhuǎn)筒，該轉(zhuǎn)筒有一個(gè)待處理液體的進(jìn)口和一個(gè)排出轉(zhuǎn)筒中被分離液體的出口腔(17)。該出口腔環(huán)繞轉(zhuǎn)軸并設(shè)計(jì)成能使腔內(nèi)液體繞軸旋轉(zhuǎn)，且可在轉(zhuǎn)筒徑向某一液面處形成一個(gè)面朝內(nèi)的環(huán)形自由液面；一個(gè)從所述徑向朝內(nèi)液體向中心出口(25)延伸的位于出口腔(17)內(nèi)的固定排放裝置(21)。它在自由液面區(qū)域形成一個(gè)部分處于液體內(nèi)并朝向液體旋轉(zhuǎn)方向的進(jìn)入口(23)，排放裝置還有一個(gè)液流通道(28)，連接進(jìn)入口(23)和中心出口(25)。為了獲得好的穩(wěn)定性和高的出口壓力并可不增大與空氣相混的風(fēng)險(xiǎn)，采用一個(gè)邊緣對(duì)進(jìn)入口限制。
文檔編號(hào)B04B11/02GK1090524SQ93119630
公開日1994年8月10日 申請(qǐng)日期1993年9月21日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月21日
發(fā)明者L·波格斯特龍, C·-G·卡爾森, C·英格, H·莫堡, P·布雷默, P·弗蘭津, T·拉格斯泰特 申請(qǐng)人:艾爾費(fèi)·杯瓦爾分離技術(shù)公司